GC-17 煤礦氣相色譜儀

 煤礦氣相色譜儀

煤自燃火災(zāi)的發(fā)生是一個(gè)漸變的過程，要經(jīng)過潛伏期、自熱期和燃燒期三個(gè)階段，即在煤層被揭露（或與空氣接觸）一段時(shí)間之后，才會自然發(fā)火。煤在氧化自燃過程中產(chǎn)生的一系列反映煤自燃特征的氣體（指標(biāo)氣體），可以用于煤自燃火災(zāi)的早期預(yù)測預(yù)報(bào)。

    20世紀(jì)80年代以來，基于此原理的氣相色譜儀和束管監(jiān)測系統(tǒng)開始應(yīng)用于煤自燃火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報(bào)，使得預(yù)報(bào)自然發(fā)火的裝備水平提高。研究人員對常見的指標(biāo)氣體分析手段做過比較：

    1、便攜式甲烷和一氧化碳分析儀目標(biāo)產(chǎn)物是甲烷，實(shí)際上它對可燃?xì)怏w都能產(chǎn)生信號，數(shù)據(jù)的真實(shí)性受到質(zhì)疑。

    2、紅外分析儀可分析的氣體組份太少，且不能分析乙烯、乙炔等重要指標(biāo)氣體。

    3、一氧化碳鑒定管檢測的諸多氣體都對它有影響，且是手動(dòng)推，接測結(jié)果與推動(dòng)的速度快慢有關(guān)，結(jié)果準(zhǔn)確性受質(zhì)疑。

    4、采用氣相色譜儀分析井下的氣體成分，它可以安裝在地面房間內(nèi)，通過采集氣體樣送至地面進(jìn)行分析。束管監(jiān)測系統(tǒng)用抽氣泵通過塑料管束將井下氣體抽至地面，束管管路的采樣點(diǎn)可放置在井下的任何地方，解決了自動(dòng)和連續(xù)采樣的問題。氣相色譜儀是把井下氣體跟標(biāo)準(zhǔn)氣體做對比，無其他成分的干擾。分析氣體組份的種類全，精度高，是非常成熟的方法。

    由于煤層自燃指標(biāo)氣體的選擇不存在統(tǒng)一的模式，必須根據(jù)本礦的實(shí)際情況和實(shí)驗(yàn)室研究相結(jié)合的方法，所以提出適合本礦的煤炭自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報(bào)的指標(biāo)氣體，建立預(yù)測預(yù)報(bào)系統(tǒng)，制定適合本地的防滅火措施是非常必要的。

   煤礦氣相色譜儀

一、中泰煤業(yè)集團(tuán)朝陽煤礦基本情況

 山東中泰煤業(yè)集團(tuán)朝陽煤礦在推進(jìn)精細(xì)化管理工作中，從安全生產(chǎn)、工程質(zhì)量管理的基礎(chǔ)入手，抓細(xì)節(jié)、講環(huán)節(jié)，抓典型、找亮點(diǎn)，把精力用在安全工程建設(shè)上，有力地促進(jìn)了礦井精細(xì)化管理不斷向縱深延伸。

 該礦在加強(qiáng)礦井質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化、精細(xì)化建設(shè)中，一方面改過去“眉毛胡子”一起抓的做法，將精細(xì)化管理12項(xiàng)要素與安全標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化工作結(jié)合，分專業(yè)負(fù)責(zé)，細(xì)化要素為53個(gè)達(dá)標(biāo)點(diǎn)，分專業(yè)制定精品作業(yè)流程、職工行為規(guī)范流程、班組管理流程、精品工程驗(yàn)收流程四體系，形成了項(xiàng)項(xiàng)有標(biāo)準(zhǔn)、事事講安全、人人有責(zé)任、處處有考核的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化精品工程管理體系。另一方面在細(xì)節(jié)管理中，重點(diǎn)放在生產(chǎn)過程、安全過程抓精品，在不斷強(qiáng)化人的安全標(biāo)準(zhǔn)化意識的同時(shí)，抓好煤礦井下監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)，除配置必要的井下手持甲烷檢測儀、一氧化碳檢測儀、礦用粉塵儀等檢測氣體儀器設(shè)備外，又高標(biāo)準(zhǔn)配置煤礦井下氣體分析氣相色譜儀監(jiān)測系統(tǒng)，進(jìn)一步提高了煤礦監(jiān)測安全標(biāo)準(zhǔn)，為創(chuàng)市優(yōu)、爭省優(yōu)打下良好的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

二、煤層發(fā)火標(biāo)志氣體的指標(biāo)分析與應(yīng)用實(shí)例

    實(shí)例1：

    2015年10月20日早班，在東760二層采面，頂板老塘取樣的分析檢測到一氧化碳（CO）363.27ppm，乙?。–2H4）20.66ppm，煤溫有29℃。第二天中班，采樣檢測到一氧化碳（CO）485.46ppm，乙?。–2H4）28.74ppm。第三天早班，采樣檢測到一氧化碳（CO）639.80ppm，乙?。–2H4）33.49ppm，煤溫有時(shí)達(dá)35℃，出現(xiàn)少余輕微的霧氣，有時(shí)還能聞道煤焦的油味的氣味，于是立即采取相對防火安全措施，經(jīng)過一段時(shí)間再采樣再觀察，經(jīng)采煤分析，一氧化碳（CO）下降到3.69ppm，乙稀（C2H4）下降到4.26ppm。持續(xù)到11月3日采煤分析，一氧化碳（CO）下降到0.07ppm，乙?。–2H4）下降到0.03ppm，隨后分析己消失，確保了安全生產(chǎn)。

    實(shí)例2：

    2016年1月28日，煤礦井下1062密閉內(nèi)的氣體檢測一氧化碳（CO）859.87ppm，乙?。–2H4）300.15ppm，同時(shí)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)冒青煙，立即采取有力的滅火措施，啟動(dòng)滅火應(yīng)急預(yù)案，經(jīng)處理后，乙?。–2H4）降至15.20ppm，隨后逐漸消失，沒有造成影響生產(chǎn)。

    通過實(shí)例1、2可以看出，必須選擇正確的有利的措施，根據(jù)氣體分析報(bào)告及數(shù)據(jù)，進(jìn)行觀察和具體情況仔細(xì)分析，利用分析結(jié)果指標(biāo)對比，準(zhǔn)確地預(yù)測預(yù)報(bào)煤層自然發(fā)火的過程，應(yīng)用一氧化碳（CO），乙稀（C2H4），乙塊（C2H2）三個(gè)標(biāo)志氣體指標(biāo)綜合判斷，分別指導(dǎo)井下火災(zāi)防治措施，對礦井生產(chǎn)和安全是有利的保證，從而取得明顯的效果和經(jīng)濟(jì)效益。

    三、色譜儀的使用

    我們通過實(shí)際應(yīng)用認(rèn)為，氣相色譜儀在使用中可能會遇到的問題有：1、色譜儀顯示兩種氣體不分離，如O2與N2不分離，空氣峰與CO不分離；2、色譜儀分析中有某種氣體分析不出，如分析中CO不出峰； 3、色譜儀分析某一樣品的分析值結(jié)果相差較；4、色譜儀對同一標(biāo)準(zhǔn)氣體分析結(jié)果有差值；5、色譜儀點(diǎn)火不起，儀器突然熄火，影響操作。氣相色譜法檢測煤自然發(fā)火過程中指標(biāo)氣體是一項(xiàng)很成熟的技術(shù)，這些問題的產(chǎn)生是因?yàn)椴僮魅藛T使用不當(dāng)造成的。色譜儀對操作人員素質(zhì)要求較高，操作人員需到廠家去進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，沒有電子理論基礎(chǔ)，只會簡單儀器操作方式，儀器在使用和維護(hù)的過程中，就會出現(xiàn)各種不正常的現(xiàn)象。

    一個(gè)樣品氣體在不同礦井氣相色譜儀進(jìn)行分析，其結(jié)果出現(xiàn)數(shù)據(jù)相差超過儀器分析標(biāo)準(zhǔn)誤差值，這種情況和現(xiàn)象的發(fā)生，是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度沒有統(tǒng)一。我們安全儀表檢驗(yàn)站針對這一問題， 對礦井和檢驗(yàn)站氣相色譜儀進(jìn)行比對試驗(yàn)和分析，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度。

    在日常工作中，定期檢查和標(biāo)定儀器，對礦井氣相色譜儀操作員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，有些儀器故障請廠家來人進(jìn)行維修及更換配件，要求煤礦管理人員和操作人員加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對儀器的性能，試驗(yàn)項(xiàng)目，分析標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量要求和相關(guān)知識需進(jìn)一步了解全面和提高。這樣，消除了儀器的誤差和操作不正確出現(xiàn)的問題，確保儀器分析值準(zhǔn)確性，可靠性，*的設(shè)備就能發(fā)揮作用，技術(shù)人員和色譜操作人員才能正常使用好儀器，為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)。