2、氣體成分分析法
用儀器分析和檢測(cè)煤在自燃和可燃物在燃燒過(guò)程中釋放出的煙氣或其它氣體產(chǎn)物,預(yù)報(bào)火災(zāi)。
1)指標(biāo)氣體及其臨界指標(biāo)
能反映煤炭自熱或可燃物燃燒初期階段特征的、并可用來(lái)作為火災(zāi)早期預(yù)報(bào)的氣體叫指標(biāo)氣體。指標(biāo)氣體必須具備如下條件:①靈敏性,即正常大氣中不含有,或雖含有但數(shù)量很少且比較穩(wěn)定,一旦發(fā)生煤炭自熱或可燃物燃燒,則該種氣體濃度就會(huì)發(fā)生較明顯的變化。②規(guī)律性,即生成量或變化趨勢(shì)與自熱溫度之間呈現(xiàn)一定的規(guī)律和對(duì)應(yīng)關(guān)系。③可測(cè)性,可利用現(xiàn)有的儀器進(jìn)行檢測(cè)。目前,如表10—4-3所示。
2)常用的指標(biāo)氣體
(1)一氧化碳(CO),一氧化碳生成溫度低,生成量大,其生成量隨溫度升高按指數(shù)規(guī)律增加,是預(yù)報(bào)煤炭自燃火災(zāi)的較靈敏的指標(biāo)之一。在正常時(shí)若大氣中含有CO,則采用CO作為指標(biāo)氣體時(shí),要確定預(yù)報(bào)的臨界值。確定臨界值時(shí)一般要考慮下列因素:①各采樣地點(diǎn)在正常時(shí)風(fēng)流中CO的本底濃度;②臨界值時(shí)所對(duì)應(yīng)的煤溫適當(dāng),即留有充分的時(shí)間尋找和處理自熱源。
?
應(yīng)該指出的是,應(yīng)用CO作為指標(biāo)氣體預(yù)報(bào)自然發(fā)火時(shí),要同時(shí)滿足以下兩點(diǎn):
①CO的濃度或絕對(duì)值要大于臨界值;②CO的濃度或絕對(duì)值要有穩(wěn)定增加的趨勢(shì)。
?。?)乙烯,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),煤溫升高到80℃~120℃后,會(huì)解析出乙烯、丙烯等烯烴類氣體產(chǎn)物,而這些氣體的生成量與煤溫成指數(shù)關(guān)系。一般礦井的大氣中是不含有乙烯的,因此,只要井下空氣中檢測(cè)出乙烯,則說(shuō)明已有煤炭在自燃了。同時(shí)根據(jù)乙烯和丙烯出現(xiàn)的時(shí)間還可推測(cè)出煤的自熱溫度。
?。ǎ矗┢渌笜?biāo)氣體,國(guó)外有的煤礦采用烯炔比(乙烯和乙炔(C2H2)之比)和鏈烷比(C2H6/CH4)來(lái)預(yù)測(cè)煤的自熱與自燃。
五、采樣點(diǎn)設(shè)置
測(cè)點(diǎn)設(shè)置的總要求是,既要保證一切火災(zāi)隱患都要在控制范圍之內(nèi),并有利于準(zhǔn)確地判斷火源的位置,同時(shí)要求安裝傳感器少。測(cè)點(diǎn)布置一般原則是:1)在已封閉火區(qū)的出風(fēng)側(cè)密閉墻內(nèi)設(shè)置測(cè)點(diǎn),取樣管伸入墻內(nèi)1m以上;2)有發(fā)火危險(xiǎn)的工作面的回風(fēng)巷內(nèi)設(shè)測(cè)點(diǎn);3)潛在火源的下風(fēng)側(cè),距火源的距離應(yīng)適當(dāng);4)溫度測(cè)點(diǎn)設(shè)置要保證在傳感器的有效控制范圍之內(nèi);5)測(cè)點(diǎn)應(yīng)隨采場(chǎng)變化和火情的變化而調(diào)整。
六、連續(xù)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)
目前實(shí)現(xiàn)連續(xù)巡回自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)基本上有兩種形式:
1、束管系統(tǒng)
采樣系統(tǒng)。由抽氣泵和管路組成。管路一般采用管徑為6~8mm聚乙稀塑料管,在采樣管的入口裝有干燥、粉塵和水捕集器等凈化和保護(hù)單元。濾塵材料一般用玻璃纖維和粉沫冶金材料。在管路的適當(dāng)位置裝有貯放水器,以排除管中的冷凝水。整個(gè)管路要絕對(duì)嚴(yán)密,管路上裝有真空計(jì)指示管路的工作狀態(tài)。在儀器入口裝有分子篩或硅膠,以進(jìn)一步凈化氣樣。控制裝置。主要有三通實(shí)現(xiàn)井下多取樣點(diǎn)進(jìn)行巡回取樣。氣樣分析??墒褂脷庀嗌V儀、紅外氣體分析儀等儀器。數(shù)據(jù)貯存、顯示和報(bào)警。分析儀器輸出的模擬信號(hào)可用圖形顯示、記錄儀記錄,起過(guò)臨界指標(biāo)時(shí)發(fā)出霰聲光報(bào)警。必要時(shí)進(jìn)行打印,也可計(jì)算機(jī)貯存。束管檢測(cè)系統(tǒng)的缺點(diǎn)是,管路長(zhǎng),維護(hù)工作量大。
?。?、礦井火災(zāi)監(jiān)測(cè)與監(jiān)控
煤礦建立現(xiàn)代化的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行火災(zāi)早期預(yù)報(bào),是改變煤礦安全面貌防止重大火災(zāi)事故的根本出路。近年來(lái),國(guó)內(nèi)外的煤礦安全監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展很快。法國(guó)、波蘭、日體、德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家先后研制了不同型號(hào)的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。我國(guó)從80年代開始,通過(guò)對(duì)國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收,環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)有了很大的進(jìn)步。除分別引進(jìn)波蘭的CMC-1系統(tǒng)、英國(guó)的MINOS系統(tǒng)、美國(guó)MSA公司DAN-6400系統(tǒng)以及德國(guó)TF-200系統(tǒng)外,國(guó)內(nèi)一些軍工和煤礦研究單位也研制了一些監(jiān)測(cè)和監(jiān)控系統(tǒng),對(duì)我國(guó)部分煤礦進(jìn)行了裝備,為改變我國(guó)煤礦的安全狀況起到一定作用。