[实用新型]一种煤炭自然发火的早期预报装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种早期预测预报装置，尤其是一种煤炭自然发火的早期预报装置。

背景技术

为解决煤炭自然发火早期预测预报的问题，人们开发了温度测量法、红外探测法、标志气体法、数值模拟法、经验分析法等预测预报方法，但真正被煤矿现场采用的只有标志气体法和测温法。

由于预报的滞后性和预报技术手段的限制，往往是煤炭自燃程度非常严重时才被发现，这样就已经错过了最佳的治理时期，常常会酿成自燃火灾，造成煤炭资源损失，甚至造成人员伤亡，严重影响矿井的安全和效益。

指标气体法作为自然发火早期预报的重要手段已经被广大学者和现场防灭火专家所认可，并且已经在煤矿的现场防灭火工作中发挥了重要作用。然而，目前在采用指标气体法进行预报自然发火时，大多以CO浓度作为判定指标，而很多煤层尤其是易自燃煤层在温度较低时就产生大量的CO，导致对煤炭自然发火造成误判、错判，浪费了大量的防灭火设备、材料和工程，增加了煤炭企业的生产成本；有时还会造成漏判，以致没有及时采取防灭火措施，从而造成自然发火事故。

与此同时，某些能准确反映煤炭自燃发展程度的标志气体，由于其在煤炭自燃初期的生成量很小，在井下风流中的浓度非常低，应用现有的监测技术及仪器，很难检测到这些标志气体。从而使这些重要的标志气体没有被很好地应用于煤炭自然发火的预测预报中。

因此，迫切需要一种技术或装置能够在煤炭自燃发展过程的初期，在这些重要标志气体生成量很低的情况下，收集并浓缩这些气体，使之能够达到现有检测仪器设备能够检测到的范围，从而实现以这些标志性气体作为指标气体，来预测预报煤炭自燃氧化的程度，提高煤炭自然发火的预测预报水平，更好地指导矿井的防灭火工作。

发明内容

有鉴于此，本实用新型致力于更好地利用标志气体准确地预测煤炭自燃过程的发展程度，提出了一种预测煤炭自然发火的早期预报装置。

本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是：

一种煤炭自然发火的早期预报装置包括温控系统、气路系统、吸附浓缩系统以及检测系统。浓缩吸附系统在气路系统的辅助下，对煤矿井下含有煤炭自燃标志性气体的空气进行收集，并对标志性气体进行吸附浓缩。然后将该装置带至地面，在温控系统的控制下，对浓缩吸附系统中的标志气体进行解吸，并将解吸的气体收集到气样袋中。最后再利用检测系统对采集到的气样进行检测，根据是否检测到标志气体以及标志气体的浓度大小，来判定井下煤炭自然发火的程度，对是否采取防灭火措施以及采取何种防灭火措施提供理论指导。

上述检测系统为色谱分析检测系统。

上述浓缩吸附系统的吸附剂为TDX-01吸附剂。

上述浓缩吸附系统在对气样中的标志气体进行吸附前，要对其吸附剂进行活化。

上述浓缩吸附系统对气样的浓缩倍数为8-20倍。

上述标志气体指的是乙烯(C₂H₄)。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供了一种煤炭自然发火的早期预报装置。在对标志气体预报法研究的基础上，将气体浓缩与吸附技术引入到煤矿井下气体的取样分析中，可提前检测出乙烯、乙烷等反映煤自燃程度的标志气体，大大缩短了自然发火早期预报的时间，为矿井及时采取防灭火措施、消除自然发火隐患赢得了时间。

附图说明

下面将参照附图对本实用新型的具体实施方案进行更详细的说明，其中：

图1是本实用新型的气体浓缩及吸附操作流程图；

具体实施方式

为了更好的利用标志气体准确预测井下煤炭自然发火程度，本实用新型提供了一种预测煤炭自然发火的早期预报装置。接下来具体说明该预报装置的原理及操作程序，首先阐述对标志气体预报指标的评价。

一、标志气体预报指标的评价

标志气体是指能够反映煤炭自燃状态和特征，且其生成量随煤温上升呈现规律性变化的气体，通过检测分析采掘空间是否存在标志气体或标志气体生成量大小来判断煤炭自然发火程度的预报方法，称为标志气体法。目前常用的煤炭自燃标志气体的预报指标有：标志气体的浓度、标志气体的生成量、火灾系数、链烷比或烷烯比等。

(1)标志气体的浓度

该方法是最简单直接的预报方法，最常用的是CO浓度和乙烯浓度。CO气体的浓度受遗煤量、漏风量等因素的影响较大且煤炭在温度很低(35℃或更低)的情况下就产生CO，其预报的临界值难以确定。对于乙烯气体，一般煤的自燃温度在110℃以上时才出现且生成量较小，在煤炭自燃的初期运用常规的检测手段根本无法检测到乙烯。