[发明专利]矿井井下火灾及有毒有害气体正压束管监测系统

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种安全监测系统，尤其是矿井中火灾及有毒有害气体的监测，属于矿井安全监测技术领域。

背景技术

目前，束管监测是对矿井多处易于发生火灾和有毒有害气体易于集聚区域内的气体进行的监测，将井下气体通过管路输送到井下或者地面某处进行集中分析，检测气体组分和浓度，来判断矿井井下自燃火灾、外因火灾发生发展状态和有毒有害气体的危险性。

按照集中检测地点不同可以分为井上型束管系统和井下型束管系统。井上型束管系统是将所有气体输送到地面进行集中分析检测监控；井下型束管系统是在井下将所有路气体进行分析检测，并将检测数据传输到地面进行监控。

按照检测方法来说，可以分为传感器束管系统和色谱束管系统。传感器型束管系统是用不同传感器来检测分析气体组分和浓度，例如CO、CO₂、CH₄和O₂等；色谱型束管系统是用气相色谱法来对气体成分和浓度进行分析。

但是上述所有的束管系统均是利用负压抽气的办法(一般采用水环真空泵抽气)将气体集中抽送到分析检测系统(气体浓度传感器或者气相色谱仪)中进行分析检测，可以将这类型束管称之为负压束管，也是目前国内外普遍使用的一种束管系统。该类型束管无论是从理论上还是从实践中来看，都存在一些本身难以克服的问题，使得该类型束管在实践应用上难以达到较好的效果，主要表现在：

(1)负压束管沿途的环境气体易于进入束管内，造成所检气体组分和浓度失真；

(2)负压束管破损不易察觉观察检测；

(3)负压束管易于堵管和冻管，在负压大的情况下可能导致管路被自身负压压扁；

(4)在采用水环真空泵在抽气过程中会附加水分到所检气体中取，影响检测的准确性和检测器的使用寿命；

(5)气样不能够自动进入分析装置中去。

发明内容

为了克服现有负压束管监测系统的上述不足，本发明提供一种正压束管监测系统。该系统主要采用多个正压输送泵将多个监测区域(主要是易于发生煤层自燃火灾、外因火灾和有毒有害气体易于集聚等场所)内的气体经过加压输送到地面或井下某处，集中对气体成分和浓度进行分析，以此来对矿井自燃火灾、外因火灾和有毒有害气体集聚的发生发展状态和危险性进行预测、预报和监测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：矿井井下火灾及有毒有害气体正压束管监测系统，包括气体正压输送系统、气体分析系统、控制系统、数据采集系统和工作站五大部分；正压输送泵将负压吸气管路内吸取的气体加压通过正压送气管路输送到气相色谱仪或者多种气体浓度传感器进行气体组分和浓度分析检测；利用电磁阀按照预定程序对多路气体进行切换使其逐路进入气相色谱仪或者多种气体浓度传感器内；流量传感器对气体流量进行监测；由控制系统对电磁阀、气相色谱仪的进行控制；数据采集系统对流量传感器、气相色谱仪或者多种气体浓度传感器的数据进行采集；控制系统、数据采集系统均与工作站互联。

正压输送泵将负压吸气管路内吸取的气体加压通过正压送气管路输送到气相色谱仪或者多种气体浓度传感器进行气体组分和浓度分析检测；利用电磁阀按照预定程序对多路气体进行切换使其逐路进入气相色谱仪或者多种气体浓度传感器内；流量传感器对气体流量进行监测；由控制系统对电磁阀、气相色谱仪的进行控制；数据采集系统对流量传感器、气相色谱仪或者多种气体浓度传感器的数据进行采集；控制系统、数据采集系统均与工作站互联。

本发明的有益效果是：由于是正压输送气体，气体输送过程中其组分和浓度不失真、不易堵管、输送距离远、无外来水分进入、容易检测管路是否破损、气体可以自动进入分析检测装置，并且某一路气体正压输送泵出现故障不影响其它气路进行正常监测。可以连续对多种气体的组分和浓度进行检测，检测结果准确可靠。本发明适用于对煤矿井下煤层自燃的发生发展状态及其危险性进行监测监控，对火灾封闭区域内气体进行分析判断，对易于发生外因火灾区域内气体和井下气体有毒有害气体成分、浓度及其积聚过程进行分析和监测。该系统还适用于对金属矿井火灾和有毒有害气体进行分析和监测。

附图说明

图1是本发明总体结构示意图；

图中零部件及编号：

1-滤尘取气口；2-负压吸气管路；3-正压输送泵；4-正压送气管路；5-流量传感器；6-多气路切换装置；7-电磁阀；8-进气管；9-总进气管；10-排空管；11-气相色谱仪；12-多种气体浓度传感器；13-数据传输与采集线缆；14-控制信号线缆；15-控制系统；16-数据采集系统；17-工作站。