佳峰煤礦束管監測系統升級改造方案煤的自然過程可分為三個階段，即潛伏期、自熱期和燃燒期。潛伏期一般無明顯征兆，自熱期煤的氧化速度加快，空氣中的氧含量減少而C0、CO2含量增高，空氣溫度升高，這是我們進行初期預報和采用防止性措施的良好機會。而燃燒期時氧化速度急劇加快，空氣和煤溫顯著增高，產生大量可燃氣體。正由于對煤炭自然過程的三個階段及其表現特性有較清楚的結識與了解，完全可以采用一些監測設備和手段對煤層標志性氣體進行分析，做到初期預報，從而達成“防患于未然”的目的。因此，采用束管監測系統對自燃發火標志氣體分析，及時預測預報煤層自燃發火狀況，成為了礦井防止自燃發火的重要手段。簡述束管系統發展歷程什么是束管監測系統：就是把直徑８mm或１０mm的聚乙烯管多根扎在一起，外層包裹阻燃抗靜電材料，從地面一直鋪設到井下監測點，用抽氣泵把測點的氣體抽到地面并送到氣體分析設備進行檢測。這種方法和技術合用于煤礦自然發火的預測預報。

第一代束管監測系統：八十年代我國引進了這種方法和技術，由當時的撫順煤研所研制了這種設備，并在兗州礦務局的興隆莊煤礦和南屯煤礦一方面使用。

當時的束管監測系統使用的氣體分析設備是由佛山分析儀器廠生產的紅外線氣體分析儀和磁導式氧氣分析儀，分析的指標氣體是一氧化碳，二氧化碳，甲烷和氧氣。使用過程中發現穩定性差，特別是分析微量氣體的紅外線一氧化碳分析儀不僅不穩定，并且受到甲烷和二氧化碳氣體的影響（氣體交叉干擾）使分析數據不準確。分析氧氣的磁導式氧氣分析儀對氣體流量的穩定性規定高，而束管系統管路的長短不同樣，管路的阻力不同使氣體的流量不同，導致磁導式氧氣分析儀分析的數據誤差較大。這些因素的存在使當時的束管監測系統的使用效果不好。

第二代束管監測系統：以氣相色譜儀為重要分析儀器的束管監測系統。氣相色譜儀是運用某些材料對不同氣體的吸附和解吸特性，即分離的原理制成的氣體分析設備。配置不同原理的檢測器，可分析煤礦自然發火的所有指標氣體，并且分析精度高（對C2H4，C2H6，C2H2，C3H8的最小檢測濃度可達成0.1ppm）。

氣相色譜儀的缺陷是設備操作復雜，對操作人員的素質規定高；設備準備時間長，從開機到可以工作要2小時左右；天天開機都要作標準氣體的組分表以保證其分析的準確性；分析速度慢，作一個氣樣的全分析要8-10分鐘左右；氣相色譜儀工作參數（溫度，氣體壓力，流量，色譜柱狀態等）發生微小變化都使結果產生誤差，需要經常進行校正；井下測點不同，氣體濃度變化范圍很大，高濃度的氣體使色譜儀產生嚴重拖尾。由于普通氣相色譜儀不適合長期連續工作，由氣相色譜儀組成的束管監測系統并不是真正意義上的“監測系統”。

第三代束管監測系統：紅外線和色譜儀結合分析氣體模式。

煤礦使用的色譜儀分析氣體成份為CO,CO2,CH4,C2H2,C2H6,C2H4,O2,N2等,色譜儀分析CO,CO2,CH4，O2,N2難度很大，規定高，且很不穩定。但分析碳氫化合物相對來說很容易。由于C2H4,C2H6,C2H2的出峰很穩定，對流量比規定不高。一般來說，只要點火成功之后，最快在２分鐘就可以順利得出C2H4,C2H6,C2H2這三種氣體的分析結果。

德國進口的不分光原理的紅外線分析儀可以同時分析CO,CO2,CH4和O2四種氣體,分析一個氣樣的時間為1-2分鐘，氣體之間的交叉影響基本為零,穩定性和可靠性非常高。

由以上兩種設備結合而成的束管監測系統具有分析指標氣體全，分析速度快，可長期連續運營的優點。它成功地克服了以氣相色譜儀為分析設備的束管監測系統的缺陷，發揚了以紅外線氣體分析儀為分析設備的束管監測系統的優勢，是一種目前最完善的束管監測系統。二、佳峰煤礦束管監測系統針對采空區等人員無法進入的地點，氣樣的采集目前最常用的是礦井自燃火災束管監測系統，該系統由束管采樣系統和氣體分析中心組成。1.束管監測系統的選擇根據束管采樣方式的不同，分為地面固定式和井下移動式。地面固定式是整個采樣系統都設立在地面，通過束管將氣體直接抽至地面，運用氣相色譜儀連續分析氣體組分和濃度；井下移動式是在井下監測點附近設立采樣系統，人工采樣后送至地面氣相色譜儀分析。地面固定式具有連續、在線監測采空區氣體成分，系統安裝、運營、安全穩定并可實現數據共享等優點；井下移動式具有體積小、重量輕、管路短、維護容易等優點，但不能對井下氣體進行連續監測。結合佳峰煤礦的實際情況，設計礦井防滅火選擇本礦井已有的一套KYSC-1型井下移動式火災氣體束管采樣系統，以實現對井下煤層自然發火情況的監測、監控。同時在地面設立有GC-950型煤礦專用色譜分析系統進行采空區氣體監測和成分分析。2.KYSC-1型井下移動式火災氣體束管采樣系統本礦井現已有KYSC-1型井下移動式火災氣體束管采樣系統。該套系統可用于在井下對重點危險區域進行現場實時采樣，多個密閉集中采樣，現場和實驗室分析，監測火災氣體成份的變化，為煤層自燃預測預報提供了有效的手段，為分析煤層發火情況及其變化趨勢提供了依據。系統由安裝在井下的管纜及接管箱、儲水器、粉塵過濾器等附件。檢測點設在采空區、密閉區、運送巷道及掘進巷道。三、束管監測系統存在的問題佳峰煤礦的束管監測系統，存在以下缺陷或問題:1.氣相色譜儀故障率高，分析精度低2.氣相色譜儀氣路故障時,調整比較復雜，對操作人員的技術水平規定高;3.5A色譜柱需經常老化，影響正常使用;4.色譜儀穩定期間長，每7—10天需進行校正，從開機到能使用一般要2小時左右;5.分析一個氣樣要十幾分鐘左右;6.真空抽氣泵噪音大;7.以上決定了系統不具有在線使用功能。由以上因素，束管監測系統經常不能正常使用，影響了自然發火的預測預報和煤礦的防滅火工作。四、束管監測系統的新技術鑒于由氣相色譜儀組成的束管監測系統存在的以上缺陷和通病，礦務會研究決定選擇以紅外線氣體分析儀和氣相色譜儀兩種分析設備組成的束管監測系統，不僅克服了以上所列缺陷，并且實現束管監測真正的在線使用:1.紅外線氣體分析儀分析CO、CO2、CH4和O2;氣相色譜儀分析C2H4，C2H6，C2H2和C3H8，兩個分析設備由一套軟件控制，數據合成一個報表。2.3分鐘完畢一個氣樣的全分析;3.氣相色譜儀7-10天校正一次，不需老化色譜柱;4.系統開機5分鐘即可正常使用;5.操作人員擺脫了繁瑣低效的工作;6.由進口真空泵組成的抽氣泵站抽氣距離長，噪音低，無油無水，安全環保;7.前置4路球膽進樣口，方便人工采樣分析;8.具有微機控制配氣功能，可高精度成比例的稀釋標準氣體和樣品氣體。9.系統可長期不間斷運營。這種模式的束管監測系統，高穩定高可靠性。五、升級改造內容1、井下管路部分不動;2、增長紅外線氣體分析儀;3、改造色譜儀和機柜的連接，通過機柜控制色譜儀自動進樣，自動采樣，自動分析4、更換系統控制柜;5、更換系統數據工作站和系統軟件;6、更換抽氣泵7、不需要氮氣作載氣，氫氣既可做燃燒氣也可做載氣六、系統改造后可實現的重要指標1.能分析CO，CO2，CH4，O2，C2H4，C2H6，C2H2，C3H8，N2等九種預報自然發火的指標氣體(N2由計算得出)。CO最小分辨率為1ppm;量程:0-1%CH4最小分辨率為0.01%,量程為0-25%CH4.CO2最小分辨率為0.01%,量程為0-25%CO2.O2最小分辨率為0.01%,量程為0-25%O2.C2H4,C2H6，C2H2,C3H8最小分辨率均為0.1ppm.2.可移動抽氣泵站無油，不需冷卻水，低噪音，不需專用泵房，抽氣距離可達20公里。3、系統能無人職守長期連續運營.4.配備12路束管接口和4路前置球膽采