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[摘 要]煤炭自然发火是矿井常见的灾害，往往给安全生产和高产高效带来巨大隐患，做好自然发火的预报和相应的防治工作是煤矿发展的重中之重。其中，对相关气体的监测是做好煤炭自然发火预报的前提。本文对腾辉煤矿束管火灾监测进行了实践研究，为采用相关技术的煤矿提供了一定经验。
[关键词]腾辉煤矿 束管火灾 监测
中图分类号：T81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0031-01
1、引言
煤矿束管火灾监测被广泛适用于大、中、小型各类煤矿自然火灾预报和防治工作，可以对井下多种瓦斯爆炸火灾气体含量实行24小时连续监测。经过对自然火灾標志气体的确定和分析，及时早期预测预报煤层自然发火，防止自然发火和瓦斯爆炸、判断密闭火区的发展情况和火区熄灭程度，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。[1-2]腾辉煤矿根据实际情况，进行了相关设备的安装，并开展了监测工作，取得了良好效果。
2、煤矿基本情况
腾晖煤业矿井设计生产能力为1.20Mt/a。2号、10号煤共划分为五采区，分为五个时期开采，每个时期均布置一个综采工作面和两个综掘工作面，采掘比为1：2。2号、10号煤层厚度分别为6.20m、3.71m，煤层间开采顺序为下行式，先开采2号煤层，后开采10号煤层。采煤工作面采用后退式回采。一采区（2号煤层）为首采区，204工作面作为首采工作面，采煤方法为综采放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板，工作面长度均为180m，工作面回采率均为93%，开采10号煤层时，采用长壁综采一次采全高的采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。
根据山西省煤炭工业厅综合测试中心2016年10月对腾晖煤业煤层自燃倾向性鉴定结果：2号煤吸氧量0.69cm3/g，煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性属于自燃。
3、束管火灾监测系统
束管监测系统是一项早期预报内因火灾的有效装置。该系统是一种用泵通过束管把测点的气样抽至地面，利用气体分析仪进行分析，以预报灾情的装置，特别是井下人员无法进入的区域（如采空区等），它具有其它监测手段无法替代的优点，是采空区内因火灾早期预报的有效技术途径。
3.1 监测点设置
监测点分为固定点、移动点和临时观测点。观测点应设置在能采集到观测区内的有代表性的气体的地点。尤其固定观测点，移动观测点，应尽量设置在巷道周围压力较小，支架完整，没有拐弯，断面没有突然扩大或缩小的地点。根据上述要求监测点主要布置在以下地点：
1、工作面监测点2个，其中1个测点布置在工作面回风顺槽，距工作面15-20m，另一个测点布置在工作面上隅角，随工作面开采而移动。
2、采区回风监测点，每个煤层的回风大巷布置1个测点。
3、采空区监测点，布置在工作面进、回风顺槽远离工作面侧，随工作面推进埋入采空区，一个综采工作面布置2个点。
4、井下煤仓监测点，各水平煤仓上方各设1个监测点。
5、井下临时机动监测点2个，主要根据矿井实际工作面生产情况，采空区情况等临时设置。
3.2 监测内容
监测点主要监测气温、风量和采集气样等，以便提供分析数据，所有集的气样通过束管管路送至地面进行自动分析。主要以CO、C2H4、C2H2三种气体作为自然发火的预报指标气体。
3.3 监测分析
通过束管取样，利用安装在地面的抽气泵，将所采样的气体送入分析仪进行分析。对监测地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等气体含量实现24小时连续循环监测，经过对自然火灾标志气体的确定和分析，及时预测预报发火点的温度变化，对煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。
3.4 设备选型及参数
腾辉煤矿，选用SG-2003 型矿井自然发火束管采样监测系统，同时配套GC-4085型矿用多点自动检测仪。在进、回风顺槽按一定间距布置束管采样器，采空区气体成份测定范围大约距工作面150m左右，约50m设一个测点，保持采空区内部进、回风侧各三个探头，上下顺槽同时观测。
设备组成：主要由粉尘过滤器、单管、束管、分路箱、抽气泵、气体采样控制柜、监控微机、矿用色谱仪、打印输出设备、网卡、系统软件组成。
主要功能有：利用数据库分析某一监测点气体含量在一段时间内变化情况的功能；通过各组分浓度、烷烯比、链烯比的计算，及时准确的反映火源温度变化情况，进行自然火灾预报功能；历史数据查询的功能，系统数据保存十年以上，为防灭火提供各种数据；自动控制的功能，具有24小时在线监测功能；系统输出功能齐全：气体采样控制柜可对至少24个采样点（可扩充至60个）自动巡回采样，可对气体进行浓度分析，分析数据由计算机存储，并计算有关参数，发出自然发火报警。[3]
实际工作中，报表、曲线、储存、打印功能齐全，能提供检测日报、月报、检测谱图报表、气体含量变化趋势报表等；可设定气体含量超限自动报警，流量显示及自动调节。控制束管监测路束：1-24路（可扩充至60路）；达到24小时连续监测或；
色谱仪检测限≤1PPM，系统测量精度误差控制在≤1%。
4、结论
腾辉煤矿利用矿用束管火灾监测系统，对每个可能发热的地点、防火墙、密闭、采空区、采煤工作面上隅角等可能引发火灾地点进行连续监测。实践中，这种技术具有监测的连续性和准确性，并可将监测数据送入矿井安全监测系统或矿井计算机网络中，能够达到及早发现火灾和监测的目的，在矿井自然发火防治工作中起到重要作用。
參考文献
[1] 孙志凤.井下自燃束管火灾监测设计方法[J].中国科技信息，2016.
[2] 房文杰，李长录.煤矿束管监测系统的应用与存在的问题[J].煤矿安全，2012.
[3] 李伟宏.SG-2003型矿井自燃火灾束管监测系统在雁南煤矿的应用[J].山东煤炭科技，2015.
作者简介
姓名：李斌，性别：男，年龄：38，民族：汉，毕业院校：辽宁工程技术大学，专业：矿物资源工程，单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，职务：项目总设计师，职称：工程师。
[关键词]腾辉煤矿 束管火灾 监测
中图分类号：T81 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0031-01
1、引言
煤矿束管火灾监测被广泛适用于大、中、小型各类煤矿自然火灾预报和防治工作，可以对井下多种瓦斯爆炸火灾气体含量实行24小时连续监测。经过对自然火灾標志气体的确定和分析，及时早期预测预报煤层自然发火，防止自然发火和瓦斯爆炸、判断密闭火区的发展情况和火区熄灭程度，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。[1-2]腾辉煤矿根据实际情况，进行了相关设备的安装，并开展了监测工作，取得了良好效果。
2、煤矿基本情况
腾晖煤业矿井设计生产能力为1.20Mt/a。2号、10号煤共划分为五采区，分为五个时期开采，每个时期均布置一个综采工作面和两个综掘工作面，采掘比为1：2。2号、10号煤层厚度分别为6.20m、3.71m，煤层间开采顺序为下行式，先开采2号煤层，后开采10号煤层。采煤工作面采用后退式回采。一采区（2号煤层）为首采区，204工作面作为首采工作面，采煤方法为综采放顶煤采煤法，全部垮落法管理顶板，工作面长度均为180m，工作面回采率均为93%，开采10号煤层时，采用长壁综采一次采全高的采煤方法，顶板采用全部垮落法管理。
根据山西省煤炭工业厅综合测试中心2016年10月对腾晖煤业煤层自燃倾向性鉴定结果：2号煤吸氧量0.69cm3/g，煤层自燃倾向性等级为Ⅱ类，自燃倾向性属于自燃。
3、束管火灾监测系统
束管监测系统是一项早期预报内因火灾的有效装置。该系统是一种用泵通过束管把测点的气样抽至地面，利用气体分析仪进行分析，以预报灾情的装置，特别是井下人员无法进入的区域（如采空区等），它具有其它监测手段无法替代的优点，是采空区内因火灾早期预报的有效技术途径。
3.1 监测点设置
监测点分为固定点、移动点和临时观测点。观测点应设置在能采集到观测区内的有代表性的气体的地点。尤其固定观测点，移动观测点，应尽量设置在巷道周围压力较小，支架完整，没有拐弯，断面没有突然扩大或缩小的地点。根据上述要求监测点主要布置在以下地点：
1、工作面监测点2个，其中1个测点布置在工作面回风顺槽，距工作面15-20m，另一个测点布置在工作面上隅角，随工作面开采而移动。
2、采区回风监测点，每个煤层的回风大巷布置1个测点。
3、采空区监测点，布置在工作面进、回风顺槽远离工作面侧，随工作面推进埋入采空区，一个综采工作面布置2个点。
4、井下煤仓监测点，各水平煤仓上方各设1个监测点。
5、井下临时机动监测点2个，主要根据矿井实际工作面生产情况，采空区情况等临时设置。
3.2 监测内容
监测点主要监测气温、风量和采集气样等，以便提供分析数据，所有集的气样通过束管管路送至地面进行自动分析。主要以CO、C2H4、C2H2三种气体作为自然发火的预报指标气体。
3.3 监测分析
通过束管取样，利用安装在地面的抽气泵，将所采样的气体送入分析仪进行分析。对监测地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等气体含量实现24小时连续循环监测，经过对自然火灾标志气体的确定和分析，及时预测预报发火点的温度变化，对煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。
3.4 设备选型及参数
腾辉煤矿，选用SG-2003 型矿井自然发火束管采样监测系统，同时配套GC-4085型矿用多点自动检测仪。在进、回风顺槽按一定间距布置束管采样器，采空区气体成份测定范围大约距工作面150m左右，约50m设一个测点，保持采空区内部进、回风侧各三个探头，上下顺槽同时观测。
设备组成：主要由粉尘过滤器、单管、束管、分路箱、抽气泵、气体采样控制柜、监控微机、矿用色谱仪、打印输出设备、网卡、系统软件组成。
主要功能有：利用数据库分析某一监测点气体含量在一段时间内变化情况的功能；通过各组分浓度、烷烯比、链烯比的计算，及时准确的反映火源温度变化情况，进行自然火灾预报功能；历史数据查询的功能，系统数据保存十年以上，为防灭火提供各种数据；自动控制的功能，具有24小时在线监测功能；系统输出功能齐全：气体采样控制柜可对至少24个采样点（可扩充至60个）自动巡回采样，可对气体进行浓度分析，分析数据由计算机存储，并计算有关参数，发出自然发火报警。[3]
实际工作中，报表、曲线、储存、打印功能齐全，能提供检测日报、月报、检测谱图报表、气体含量变化趋势报表等；可设定气体含量超限自动报警，流量显示及自动调节。控制束管监测路束：1-24路（可扩充至60路）；达到24小时连续监测或；
色谱仪检测限≤1PPM，系统测量精度误差控制在≤1%。
4、结论
腾辉煤矿利用矿用束管火灾监测系统，对每个可能发热的地点、防火墙、密闭、采空区、采煤工作面上隅角等可能引发火灾地点进行连续监测。实践中，这种技术具有监测的连续性和准确性，并可将监测数据送入矿井安全监测系统或矿井计算机网络中，能够达到及早发现火灾和监测的目的，在矿井自然发火防治工作中起到重要作用。
參考文献
[1] 孙志凤.井下自燃束管火灾监测设计方法[J].中国科技信息，2016.
[2] 房文杰，李长录.煤矿束管监测系统的应用与存在的问题[J].煤矿安全，2012.
[3] 李伟宏.SG-2003型矿井自燃火灾束管监测系统在雁南煤矿的应用[J].山东煤炭科技，2015.
作者简介
姓名：李斌，性别：男，年龄：38，民族：汉，毕业院校：辽宁工程技术大学，专业：矿物资源工程，单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，职务：项目总设计师，职称：工程师。