束管

防治技術(shù)2.1 束管監(jiān)測(cè)方案束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是礦井防滅火的重要監(jiān)測(cè)手段，采用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)回采面進(jìn)、回風(fēng)順槽的散熱帶、氧化帶、窒息帶以及回風(fēng)上隅角的氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)氣體含量判定采空區(qū)遺煤自燃情況，主要監(jiān)測(cè)為O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2。束管監(jiān)測(cè)分為正?；夭善陂g監(jiān)測(cè)和停采密閉后采空區(qū)監(jiān)測(cè)。正常回采期間，在工作面兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)和回風(fēng)順槽，分別安裝一套束管采樣器，每套束管采樣器在采空區(qū)內(nèi)包括3個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)間距為30m，布置在工作面后方

器。2.1.2 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)南關(guān)礦選用JSG-8井下束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng),地面設(shè)有束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)機(jī)房,可對(duì)煤層自然發(fā)火指標(biāo)性氣體進(jìn)行檢測(cè)分析。束管鋪設(shè)路線:束管監(jiān)測(cè)機(jī)房—行人斜井(32芯)—采軌道上山(32芯)—+720聯(lián)巷(32芯)—采回風(fēng)巷(16芯)—1204材回聯(lián)巷(3芯)—1204材巷(3芯)—1204采空區(qū)(3芯)。具體采面束管布置情況如圖2所示。圖2 采面束管布置示意根據(jù)束管監(jiān)測(cè)工作面采空區(qū)氧氣數(shù)據(jù)及中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司為南關(guān)礦編制的《綜采工作

礦井都裝備使用了束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井下氣體的監(jiān)測(cè)，但該檢測(cè)方式存在抽氣管路長(zhǎng)、氣樣純度無法保證、采樣點(diǎn)無法準(zhǔn)確對(duì)應(yīng)等缺點(diǎn)，實(shí)際使用效果并不理想，且設(shè)備安裝、維護(hù)工作量較大，亟須得到改進(jìn)。一、礦井防火關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測(cè)裝置組成與工作原理為有效解決現(xiàn)階段自然發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中存在的問題與不足，淮北礦業(yè)集團(tuán)與中煤科工集團(tuán)重慶研究院合作，共同開發(fā)了礦井防火關(guān)鍵參數(shù)在線監(jiān)測(cè)裝置（以下簡(jiǎn)稱防火在線裝置）。該裝置由氣體自動(dòng)采樣裝置、氧氣傳感器、一氧化碳傳感器、激光甲烷傳感器

[3 -5]通過束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)預(yù)警有效指導(dǎo)煤礦的安全生產(chǎn)工作。周建等[6 -7]通過研究工作面推進(jìn)速度和自然發(fā)火之間的關(guān)系，利用最小安全推進(jìn)速度有效指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行安全生產(chǎn)。陳曉坤等[8 -10]對(duì)自燃“三帶”進(jìn)行劃分并對(duì)采空區(qū)自燃危險(xiǎn)性進(jìn)行預(yù)測(cè)。利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)工作面采空區(qū)內(nèi)氣體變化情況，結(jié)合采空區(qū)內(nèi)的遺煤狀況和煤的氧化升溫實(shí)驗(yàn)，基于煤樣升溫氧化實(shí)驗(yàn)及標(biāo)志性氣體濃度變化情況，研究得出東大煤礦12118工作面的采空區(qū)自燃“三帶”的分布規(guī)律。采用印度學(xué)

富強(qiáng)等[2]采用束管監(jiān)測(cè)FLUENT仿真采空區(qū)流場(chǎng)“三帶”范圍及工作面推采速度。楊?yuàn)Z等[3]建立采空區(qū)多孔介質(zhì)二維穩(wěn)定滲流物理與數(shù)學(xué)計(jì)算模型，確定了“三帶”劃分范圍。宋博等[4]利用 SF6示蹤法檢測(cè)采空區(qū)地表漏風(fēng)通道和風(fēng)速，研究了地表漏風(fēng)對(duì)自燃“三帶”分布的影響。智國(guó)軍等[5]通過數(shù)值模擬與實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)：采空區(qū)自然發(fā)火是其氧濃度場(chǎng)、煤巖固體溫度場(chǎng)、氣體溫度場(chǎng)及流場(chǎng)等耦合作用的結(jié)果。王耀強(qiáng)[6]將采空區(qū)分為5部分，研究了淺埋深傾斜工作面推采安全速度，同時(shí)發(fā)現(xiàn)煤

m管路。3.3 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置103工作面采空區(qū)布置束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，從切眼處開始布置，采樣點(diǎn)布置間距120 m，采用埋管法布置，8芯束管埋設(shè)在103回風(fēng)巷道煤柱幫水溝底部，在工作面推進(jìn)至預(yù)先設(shè)定的采樣點(diǎn)時(shí)，引出單芯束管穿入PE管內(nèi)，起到保護(hù)束管的作用，然后將束管抬升2.5 m固定在煤柱幫，采用木垛支撐穩(wěn)定、保護(hù)束管，束管末端安裝采樣器，為保證取樣的精度，每次取樣時(shí)預(yù)先抽排15 min束管內(nèi)氣體，束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置如圖3所示。圖3 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(m)4 注氮防

預(yù)警[4]。礦用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為目前煤礦內(nèi)因火災(zāi)監(jiān)測(cè)的重要方法之一[5]，具有高效、準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)，其通過監(jiān)測(cè)煤自然環(huán)境中的氣體體積分?jǐn)?shù)變化[6-7]，判斷封閉火區(qū)內(nèi)煤自燃發(fā)展程度，為井下煤火防治的開展提供了重要的數(shù)據(jù)支持，保障了煤礦的安全高效開采，已成為煤自燃火災(zāi)監(jiān)測(cè)不可或缺的重要工具[8-9]。隨著礦井開采深度逐漸加大，束管應(yīng)用長(zhǎng)度越大，導(dǎo)致束管維護(hù)管理的難度日趨嚴(yán)重，長(zhǎng)距離束管監(jiān)測(cè)時(shí)逐漸顯現(xiàn)出氣體檢測(cè)易失真、系統(tǒng)可靠性和穩(wěn)定性差、維護(hù)成本高、分析周期長(zhǎng)、

河煤礦二號(hào)井采用束管監(jiān)測(cè)法測(cè)定自燃“三帶”。在153302 工作面進(jìn)、回風(fēng)巷方向布置束管8路，其中進(jìn)風(fēng)順槽吊掛4 路（埋設(shè)間距為50 m），其余4 路沿回風(fēng)巷布置，分別設(shè)置在上隅角處（其中3 路用于回風(fēng)隅角采空區(qū)三帶檢測(cè)，埋設(shè)間距為50 m）。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定及分析后，得出寺河煤礦二號(hào)井15#煤工作面“三帶”劃分結(jié)果見表1。表1 153302 工作面采空自燃“三帶”分布范圍3 9#、15#煤采空區(qū)漏風(fēng)規(guī)律研究寺河煤礦二號(hào)井3#與9#層間距約50 m，9#與15#

出環(huán)形和矩形單層束管無限厚度的電阻壁阻抗推導(dǎo)公式，Yokoya[10]在此理論計(jì)算方法的基礎(chǔ)上給出了電阻壁單層束管無限厚度的計(jì)算機(jī)算法。但對(duì)于非圓截面的束流管道中的粒子如果受到了非相干的頻移，之前的電阻壁阻抗理論結(jié)果將變?yōu)闊o限大，因此Shobuda等[11]和Yokoya針對(duì)此研究結(jié)果，推導(dǎo)了單層有限長(zhǎng)度的束流管道電阻壁阻抗推導(dǎo)公式。對(duì)于質(zhì)子加速器或?qū)ψ矙C(jī)而言，粒子的速度未到達(dá)光速，需要對(duì)推導(dǎo)的電阻壁阻抗理論公式進(jìn)一步修正[12]，并在此基礎(chǔ)上，推導(dǎo)出了有

李鑫等[5]采用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)突出煤層瓦斯抽采影響下采空區(qū)自燃“三帶”進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，發(fā)現(xiàn)受瓦斯抽采影響，氧化帶寬度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出普通工作面采空區(qū)氧化帶寬度，自然發(fā)火威脅大大增高；柳東明[6]對(duì)淺埋藏特厚自燃煤層綜放工作面采空區(qū)自燃立體“三帶”進(jìn)行了研究，得出綜放工作面不僅存在傳統(tǒng)水平方向的自燃“三帶”，也存在垂直方向上的自燃“三帶”，并對(duì)采空區(qū)自燃立體“三帶”分布范圍進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)；王帥[7]針對(duì)連續(xù)開區(qū)注氮對(duì)采空區(qū)自燃“三帶”分布特征的影響進(jìn)行了深入研究，通

集1.1 采空區(qū)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)測(cè)點(diǎn)布置采用埋管抽氣法觀測(cè)采空區(qū)氣體濃度分布，測(cè)定范圍大約距工作面200 m，每間隔50 m設(shè)一個(gè)測(cè)點(diǎn)，保持采空區(qū)內(nèi)部進(jìn)風(fēng)側(cè)、回風(fēng)側(cè)及中部區(qū)域各3個(gè)測(cè)點(diǎn)，各測(cè)點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行觀測(cè)。待氧氣體積分?jǐn)?shù)低于5%以下，即可結(jié)束觀測(cè)。在204工作面運(yùn)輸順槽、回風(fēng)順槽和工作面后方共布置5路監(jiān)測(cè)管路，每條管路間隔50 m設(shè)置一個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖1所示。每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)都安設(shè)束管裝置、氣樣采集裝置。隨著工作面的推進(jìn)，傳感器和束管都將埋入采空區(qū)。通過每天傳感器的讀

]采用采空區(qū)預(yù)埋束管的方法分析采空區(qū)氧氣濃度，進(jìn)而確定采空區(qū)自燃“三帶”寬度；曹文輝等[3]使用新型光纖傳感測(cè)溫技術(shù)實(shí)現(xiàn)了采空區(qū)高溫區(qū)域的精確判斷，將光纖測(cè)溫結(jié)果與束管監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，探討了光纖測(cè)溫的可靠性；沈志遠(yuǎn)[4]、劉忠全[5]等應(yīng)用雙巷束管監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)采空區(qū)氣體濃度，進(jìn)而得到采空區(qū)自燃“三帶”分布特征?；跀?shù)值模擬方法，李宗翔等[6]通過研究多孔介質(zhì)滲流方程和氧濃度平衡方程，建立數(shù)學(xué)模型，同時(shí)考慮采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)流場(chǎng)和氧氣濃度分布場(chǎng),進(jìn)而確定自燃

型通風(fēng)方式時(shí)采用束管對(duì)采空區(qū)漏風(fēng)情況以及有害氣體外溢情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在采面通風(fēng)時(shí)，兩條進(jìn)風(fēng)巷按照1∶1、1∶1.5、1∶2 配風(fēng)比例時(shí)，回采工作兩端風(fēng)壓壓差分別為24 Pa、22.5 Pa 以及20.6 Pa，采空區(qū)內(nèi)漏風(fēng)量分別為0.136 m3/s、0.144 m3/s、0.112 m3/s。采面回采時(shí)采空區(qū)漏風(fēng)與兩側(cè)風(fēng)壓差有關(guān)，而采空區(qū)漏風(fēng)是導(dǎo)致采空區(qū)遺煤自燃發(fā)火主要誘因，采面兩條進(jìn)風(fēng)巷按照1∶2 配風(fēng)時(shí)采面兩端風(fēng)壓差較小且漏風(fēng)量也最低，因此采面通風(fēng)時(shí)配

3工作面利用多芯束管同時(shí)監(jiān)測(cè)的方法，對(duì)采空區(qū)內(nèi)部不同位置的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，為工作面防滅火工作提供指導(dǎo)。1 3203回采工作面概況華勝煤業(yè)位于山西省蒲縣縣城東部20 km處，行政區(qū)劃屬喬家灣鄉(xiāng)管轄。生產(chǎn)規(guī)模90萬t/a，面積8.961 1 km2。工作面北側(cè)為3202工作面，已回采，該工作面無地質(zhì)構(gòu)造，工作面主要水源為上覆含水層補(bǔ)給，涌水量2 m3/h；工作面西側(cè)為實(shí)體煤層，南側(cè)為3204工作面未開采煤層及小煤窯破壞區(qū)，主要水源為上覆含水層補(bǔ)給，東側(cè)為3條

帶”測(cè)點(diǎn)布置利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用局部布點(diǎn)法布置測(cè)點(diǎn)如圖1所示。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由測(cè)試鋼管、保護(hù)套管和抽采泵組成，在5-102 綜放工作面兩道預(yù)先埋設(shè)束管，采用Φ50 mm 鋼管約48 根、花管8個(gè)和2 根高壓膠管，每個(gè)花管內(nèi)均設(shè)置1 個(gè)氣體取樣頭和1 個(gè)溫度傳感器。井下束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接地面氣相色譜儀分析測(cè)試系統(tǒng)，束管測(cè)點(diǎn)埋入采空區(qū)后，利用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)每日采集一次采空區(qū)氣樣分析氧氣濃度數(shù)據(jù)。人工采樣分析采空區(qū)氧氣濃度也是每日采一次樣。針對(duì)工作面實(shí)際推進(jìn)情況，

傳感器。2.2 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[1-2]：（1）在61605工作面回風(fēng)隅角端頭支架后側(cè)、擋風(fēng)障前，距底板1.8 m處布置一趟單芯束管。該束管與支架固定，可隨支架移動(dòng)。（2）在工作面回風(fēng)順槽布置一趟三芯束管，束管安裝保護(hù)套，分設(shè)三個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，間距40 m。隨著工作面的回采，3個(gè)束管依次進(jìn)入采空區(qū)。1#監(jiān)測(cè)點(diǎn)的氧氣降至5%時(shí)，斷開該測(cè)點(diǎn)，在距離3#三通探頭40 m處重新布置采樣探頭，并以此方式進(jìn)行循環(huán)，直至整個(gè)工作面回采結(jié)束。2.3 光纖測(cè)溫和視頻監(jiān)控

重要的意義。通過束管監(jiān)測(cè)，指標(biāo)氣體預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)更具適用性、及時(shí)性、可靠性、準(zhǔn)確性；特別是指標(biāo)氣體的選擇和臨界值的確定，必須根據(jù)礦井的實(shí)際情況，通過對(duì)各煤種煤樣做大量氣體分析試驗(yàn)，以及井下氣體數(shù)據(jù)采集分析情況，來選擇適合本礦的指標(biāo)氣體，確定各種臨界值及采空區(qū)“三帶”[1]，提高火災(zāi)預(yù)警的準(zhǔn)確度。2 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和火災(zāi)標(biāo)志性氣體的選取在煤礦火災(zāi)的標(biāo)志性氣體中，甲烷、乙烷、丙烷等烷烴類氣體的濃度隨燃燒過程的變化都是不規(guī)律的；乙烯、丙烯、乙炔等不飽和烴類氣體在燃燒過程

9年1 月安裝了束管火災(zāi)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)煤礦易發(fā)自燃區(qū)域進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，現(xiàn)場(chǎng)效果良好。2 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理與組成2.1 系統(tǒng)原理JSG8 井下自燃火災(zāi)束管色譜檢測(cè)系統(tǒng)是在微機(jī)分析與控制、色譜高精度分析、束管負(fù)壓運(yùn)載氣體這3 項(xiàng)高新技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)出來的高科技產(chǎn)品。系統(tǒng)工作時(shí)，先啟動(dòng)抽氣泵，使井下氣體被吸入束管，到達(dá)井上的電磁閥前并處于等待檢測(cè)狀態(tài)。計(jì)算機(jī)通過選擇某一路束管的電磁閥，使該路束管內(nèi)的氣體被送入色譜儀中進(jìn)行分析。色譜儀的分析結(jié)果被送到計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采樣

全燃燒階段。3 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3.1 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)建立束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)由礦用色譜儀、束管系統(tǒng)、采集系統(tǒng)組成。地面設(shè)置氣體分析中心，束管從地面鋪設(shè)至井下采空區(qū)，采用氣泵采集采空區(qū)氣體，采用礦用色譜儀進(jìn)行分析，實(shí)時(shí)測(cè)定各測(cè)點(diǎn)的氣體組分濃度。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由地面氣體分析中心和井下束管取樣系統(tǒng)組成[3]。氣體分析中心組成：（1）真空泵，通過氣體取樣控制裝置匯接總管纜，將各監(jiān)測(cè)取樣點(diǎn)的氣體抽至氣體分析中心的分析儀器。（2）氣體取樣控制部件，巡回取樣，逐點(diǎn)分析。（3）專用

見圖2。3 火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)3.1 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)參數(shù)（1）設(shè)備組成：束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)型號(hào)為SG-2003，該系統(tǒng)主要由粉塵過濾系統(tǒng)、束管采樣器、集控器、氣體采樣控制器、主機(jī)、抽氣泵、礦用色譜儀、系統(tǒng)軟件等部分組成。（2）設(shè)備技術(shù)參數(shù)：該設(shè)備寬×高×深為0.6 m×0.45 m×0.45 m，額定電壓為200 V，功率為2.1 kW，具體參數(shù)見表2。表2 SG-2003束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)3.2 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)布置203工作面共計(jì)布置四個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)布置一個(gè)束管

、回風(fēng)巷方向布置束管監(jiān)測(cè)點(diǎn)，如圖1所示。束管沿工作面進(jìn)風(fēng)巷和回風(fēng)巷幫吊掛，共需單路束管8路，其中進(jìn)風(fēng)巷吊掛4路，用于工作面進(jìn)風(fēng)隅角“采空區(qū)三帶”檢測(cè)(埋設(shè)間距為50 m)，其余4路沿回風(fēng)巷布置，分別設(shè)置在上隅角處(其中3路用于回風(fēng)隅角采空區(qū)三帶檢測(cè)，埋設(shè)間距為50 m)。97306工作面利用地面束管系統(tǒng)直接進(jìn)行氣樣分析，采樣周期為每天1次。主要對(duì)氧氣、一氧化碳、甲烷等指標(biāo)氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析。在進(jìn)行工作面自燃“三帶”分布劃分時(shí)，采用7%的氧氣濃度來界定[1-2

研究。2 采空區(qū)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為掌握2-502工作面采空區(qū)內(nèi)情況，工作面回采期間采用KJ95N束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行采空區(qū)內(nèi)指標(biāo)氣體的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中監(jiān)測(cè)管主要布置在工作面的兩側(cè)區(qū)域，具體工作面監(jiān)測(cè)方案如下：1) 監(jiān)測(cè)束管由+1 050 m西大巷管路中引出，接引2路束管，束管布置在運(yùn)輸巷內(nèi)。在束管埋設(shè)時(shí)，為防止采空區(qū)內(nèi)部存在積水現(xiàn)象而導(dǎo)致管路內(nèi)氣體不流通，預(yù)埋管路須高于巷道底板0.5 m以上[1-2]，具體束管布置方式如圖1所示。圖1 2-502工作面采空區(qū)束

2，取樣管路采用束管，束管的外部采用D50 mm鋼管作為保護(hù)管，避免頂板來壓或端頭支架壓力對(duì)束管造成壓斷或破壞。束管的前端布置如圖2所示：取樣頭為2寸保護(hù)圓柱形鋼管，將鋼管上端封嚴(yán)，并將取樣頭鉆上無數(shù)的小孔，以便氣體進(jìn)入取樣頭，將束管單管伸入取樣頭并用封泥將進(jìn)口封嚴(yán)。束管單管從取樣頭出來后從采空區(qū)進(jìn)風(fēng)側(cè)和回風(fēng)側(cè)的兩趟鋼管中穿出。隨著工作面的推進(jìn)，束管埋管逐漸伸入采空區(qū)內(nèi)，人工間斷地采樣監(jiān)測(cè)采空區(qū)束管測(cè)點(diǎn)的O2含量，以此劃分采空區(qū)三帶范圍。圖1 現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)布

業(yè)安全。2 火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1 束管監(jiān)測(cè)指標(biāo)體系一般來說，自燃煤層發(fā)生自燃需經(jīng)歷三個(gè)氧化階段，即緩慢氧化、加速氧化和激烈氧化。不同氧化階段，產(chǎn)生的氣體種類和氣體濃度不同。可用來對(duì)煤層自燃和火災(zāi)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的氣體包括：CO、CO2、C1-C4烷烴、C2-C3烯烴及C2H2等。根據(jù)首陽煤業(yè)15#煤層自燃傾向檢測(cè)報(bào)告，決定采用CO、C2H4、C2H2作為煤礦火災(zāi)檢測(cè)的主要標(biāo)志性氣體，其中CO作為溫度在30℃～160℃內(nèi)的標(biāo)志性氣體。C2H4、C2H2作為溫度

。氣相色譜儀結(jié)合束管抽測(cè)被監(jiān)測(cè)區(qū)域的氣體成分，是比較傳統(tǒng)的火情監(jiān)測(cè)方法。而采用激光氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)采空區(qū)的火情氣體成分的在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)利用光纖測(cè)溫技術(shù)將測(cè)溫光纖敷設(shè)到采空區(qū)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)沿線環(huán)境溫度，是目前較為領(lǐng)先的火情監(jiān)測(cè)技術(shù)[17-20]。兩者優(yōu)劣比較如表1所示。表1 火情監(jiān)測(cè)技術(shù)優(yōu)劣對(duì)比由表1可知,分布式激光火情監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與傳統(tǒng)束管監(jiān)測(cè)相比，克服了自動(dòng)化程度低、采樣滯后、監(jiān)測(cè)頻次低、容易漏氣等問題，具有自動(dòng)化程度高、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、計(jì)量準(zhǔn)確、可靠性高等優(yōu)勢(shì)。

用回風(fēng)隅角預(yù)留的束管，每天抽取回風(fēng)隅角氣體進(jìn)行化驗(yàn)分析。每3 天對(duì)10306 工作面進(jìn)行一次全面的測(cè)風(fēng)，重點(diǎn)檢查回風(fēng)流、回風(fēng)隅角氣體情況。2 工作面停采條件及采取的措施工作面6- 8 月份推進(jìn)度分別為82.5m、93.5m、52m（截至停采），回收率分別為93.6%、90.13%、85.62%。截止8 月26 日，工作面完成回采，停采線位于軌順149#、運(yùn)順147# 位置，停采線附近揭露10305F6 斷層，落差3.2 m。工作面末采期間為俯采推進(jìn)，至停采

濃度，一般選擇用束管法進(jìn)行測(cè)定。撫順煤研所最早對(duì)束管監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了研究[5-6]，隨后在我國(guó)礦井得到廣泛應(yīng)用[7-8]，束管法是煤礦安全領(lǐng)域常用的測(cè)量方法，特點(diǎn)是布點(diǎn)合理、保護(hù)到位、采樣精細(xì)、分析準(zhǔn)確。1 工作面概況余吾煤業(yè)S2108工作面位于南二采區(qū)，東翼為S2107采煤工作面(已采)，西翼為實(shí)體煤。S2108工作面采用一面三巷布置方式，即高抽巷、膠帶巷、回風(fēng)巷，切眼長(zhǎng)280 m，膠帶巷長(zhǎng)1 487 m，高抽巷長(zhǎng)1 376 m。高抽巷水平層位距回風(fēng)巷15

00C型礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。在地面進(jìn)風(fēng)斜井口附近設(shè)置地面束管監(jiān)測(cè)機(jī)房，主束管（24芯）沿進(jìn)風(fēng)斜井向井下布置，沿井筒經(jīng)+940水平輔助運(yùn)輸大巷及聯(lián)絡(luò)巷到達(dá)+940水平回風(fēng)大巷，在回風(fēng)大巷合理位置布置分路箱，每個(gè)工作面分出五芯束管，束管通過回風(fēng)巷進(jìn)入采空區(qū)，回風(fēng)巷開口附近布置一芯束管，上隅角處布置一芯束管，采空區(qū)內(nèi)布置三芯束管，間隔距離為50 m。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在工作面布置見圖3。圖3 采空區(qū)氣體觀測(cè)系統(tǒng)布置10-100工作面應(yīng)用上述束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，整理得到CO

案2.1 采空區(qū)束管監(jiān)測(cè)系數(shù)在8103工作面建立KSS200C型自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在回采工作面兩順槽距離開切眼不同位置處布置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，主要監(jiān)測(cè)采空區(qū)內(nèi)自燃指標(biāo)氣體，如一氧化碳（CO）、氧氣（O2）、二氧化碳（CO2）、及氮?dú)猓∟2）等氣體的含量，束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)各個(gè)測(cè)點(diǎn)布置位置見表1。表1 8103工作面采空區(qū)束管測(cè)點(diǎn)布置位置在束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，同時(shí)補(bǔ)充人工監(jiān)測(cè)，人工觀測(cè)時(shí)主要在工作面液壓支架間的采空區(qū)后部進(jìn)行，具體人工觀測(cè)點(diǎn)布置測(cè)點(diǎn)見表2。人工測(cè)點(diǎn)主要

礦火災(zāi)防治領(lǐng)域，束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)常被用于煤自燃預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)中，其原理是輸氣泵將井下所檢氣體經(jīng)束管送至井下或地面某處，傳感器或氣相色譜儀分析氣體組分和濃度，從而判斷煤自燃狀態(tài)[1-2]。目前國(guó)內(nèi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)普遍采用負(fù)壓輸氣方式，從理論上存在難以克服的問題：負(fù)壓輸氣時(shí)間較長(zhǎng)，尤其長(zhǎng)距離束管輸送；采用負(fù)壓輸氣的束管系統(tǒng)負(fù)壓低，最大推動(dòng)力難超100 kPa[3]；容易吸入沿程環(huán)境氣體，造成所檢氣體失真；長(zhǎng)距離輸送可能導(dǎo)致束管負(fù)壓壓扁，束管破損不易察覺。鑒于實(shí)踐中負(fù)壓束管出

幾個(gè)聯(lián)巷分別安設(shè)束管、壓差計(jì)、傳感器、人工取樣泵等設(shè)備對(duì)采空區(qū)的情況進(jìn)行觀測(cè)。1.2 存在問題1）傳統(tǒng)的采空區(qū)觀測(cè)方法對(duì)面積較小、單一的采空區(qū)進(jìn)行觀測(cè)時(shí)效果還可以，但針對(duì)特大面積上下復(fù)合采空區(qū)的觀測(cè)效果幾乎是盲區(qū)。2）需多個(gè)聯(lián)巷設(shè)置束管、壓差計(jì)、傳感器、人工取樣泵等采空區(qū)觀測(cè)設(shè)備，各個(gè)觀測(cè)點(diǎn)裝置數(shù)量多，檢查人員每次均需奔赴多個(gè)聯(lián)巷觀測(cè)點(diǎn)方可全方位掌握該采空區(qū)內(nèi)情況，耗費(fèi)大量的人力、物力和時(shí)間。而且每處觀測(cè)點(diǎn)均有可能由于觀測(cè)管閘閥等問題出現(xiàn)采空區(qū)向有毒有害氣

控制[9]，依托束管堵塞分析技術(shù)和多參數(shù)交叉分析技術(shù)，系統(tǒng)目前已實(shí)現(xiàn)束管堵塞智能分析和火情預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)[10-11]。2）傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。主要包括若干臺(tái)以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，當(dāng)井下存在多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，把各個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)接入以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)交換機(jī)，通過光纖網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成井下以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)系統(tǒng)，傳輸網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用于將井下火災(zāi)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸至地面監(jiān)控服務(wù)器系統(tǒng)。3）井下火災(zāi)參數(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。主要包括激光氣體監(jiān)測(cè)主機(jī)、溫度主機(jī)、抽氣泵、測(cè)溫光纖和束管。激光氣體監(jiān)測(cè)主機(jī)通過抽氣泵和束管將上隅角、采

設(shè)置1 趟取樣束管，取樣口依次編號(hào)1#～10#，采空區(qū)束管測(cè)點(diǎn)布置如圖3。為防止束管被垮落后的頂板砸斷或堵塞，設(shè)計(jì)采用“φ100 mm無縫鋼管+三通連接頭+篩管”的束管保護(hù)裝置，其中無縫鋼管長(zhǎng)8 m；三通連接頭水平段長(zhǎng)2 m，豎直段長(zhǎng)1 m；篩管上0.5 m。取樣束管穿入保護(hù)裝置后沿巷道外幫側(cè)底板布置，束管取樣口通過三通連接頭放入篩管中，取樣口連接束管采樣器，防治粉塵及水蒸氣進(jìn)入束管，篩管沿巷幫固定，并用木垛加以保護(hù)。束管編號(hào)后依次向外延伸至巷道口位置，

證最佳滅火效果。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是煤礦常用的防滅火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，能夠?qū)Σ煌簩印⒉煌瑓^(qū)域的煤體溫度、CO等指標(biāo)氣體濃度及環(huán)境因素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的初步處理和現(xiàn)場(chǎng)響應(yīng)。采用“束管監(jiān)測(cè)+綜合防滅火技術(shù)”相結(jié)合，已成為井下防滅火工作的一個(gè)重要手段。2 現(xiàn)場(chǎng)概況岳城煤礦為晉煤集團(tuán)下屬礦井，生產(chǎn)能力1.5Mt/a，目前正在開采9#、15#煤層。9#煤與15#煤層間距28m，工作面采空區(qū)易連通。9#煤瓦斯成分中甲烷含量占到88.78%～97.43%，全部處于甲烷帶，

76）0 引言銫束管是銫原子鐘的物理部分，原子鐘躍遷信號(hào)在其內(nèi)部產(chǎn)生[1-2]。銫束管需要提供一個(gè)真空度優(yōu)于1×10-4Pa的環(huán)境[3]，以保證原子躍遷信號(hào)的信噪比超過2 000（1/4 Hz）。對(duì)于可搬運(yùn)的銫束管，為了長(zhǎng)期維持內(nèi)部的高真空，一般將其密封，并內(nèi)置小鈦泵。然而管內(nèi)的出氣源很多，來自不同材料，如石墨、陶瓷、聚酰亞胺、1J85、各種磁鋼等，這些材料的表面積之和一般在幾個(gè)平方米，如果不經(jīng)過特殊處理，從材料表面放出的氣體很容易使銫束管的內(nèi)部壓力超過設(shè)

察主要根據(jù)采空區(qū)束管監(jiān)測(cè)及采空區(qū)漏風(fēng)情況分析，包括對(duì)切頂卸壓無煤柱回采工作面、回風(fēng)隅角及采空區(qū)有毒有害氣體監(jiān)測(cè)，并進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)；采用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)采空區(qū)(沿空留巷段)氣體，并進(jìn)行氣體樣本分析；對(duì)兩進(jìn)一回巷道進(jìn)行測(cè)風(fēng)及檢測(cè)通風(fēng)壓力，驗(yàn)算采空區(qū)漏風(fēng)風(fēng)量。采用兩進(jìn)一回的W型通風(fēng)方式，當(dāng)兩條進(jìn)風(fēng)巷風(fēng)量比例分別為1∶1、2∶3、1∶2條件下，工作面兩端壓差分別為23.5 Pa、22.3 Pa、20.5 Pa，工作面向采空區(qū)的漏風(fēng)量分別為0.135 m3/s、0.1

巴彥高勒煤礦采用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相結(jié)合的方式，對(duì)井下各地點(diǎn)瓦斯及一氧化碳?xì)怏w濃度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)瓦斯與自然發(fā)火的預(yù)防起到了重要作用[1]。1 礦井概況巴彥高勒煤礦位于呼吉爾特勘查區(qū)的南部，礦井年產(chǎn)量為402 萬t，主采一水平的3-1 煤，采用走向長(zhǎng)壁綜合機(jī)械化一次采全高采煤法后退式回采，全部垮落法管理頂板。礦井為低瓦斯礦井，煤層具有爆炸危險(xiǎn)，所采煤層為容易自燃煤層，自然發(fā)火等級(jí)為Ⅰ級(jí)，自然發(fā)火期在41~92d，最短自然發(fā)火期為41d。2 系統(tǒng)主要參數(shù)

技術(shù)結(jié)合礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)以及人工檢測(cè)，創(chuàng)建出自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，經(jīng)實(shí)踐證明，其對(duì)于大采高綜采工作面的正常施工非常有利。3.1.1 束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上述由束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)以及人工檢測(cè)構(gòu)成的自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)，對(duì)于大采高綜采工作面的正常施工意義重大，其中束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)作為其重要組成部分，主要通過對(duì)束管的有效運(yùn)用，把采空區(qū)氣體持續(xù)不斷地傳送至井上氣相色譜儀，再由其進(jìn)行自動(dòng)分析，在線監(jiān)測(cè)CO、CO2以及C2H6、C3H8等多種氣體

抽氣泵通過長(zhǎng)距離束管將監(jiān)測(cè)區(qū)域的氣體抽取至地面，通過人工操作色譜儀對(duì)氣體成分進(jìn)行檢測(cè)，管理人員依靠氣體成分檢測(cè)結(jié)果對(duì)自燃火災(zāi)發(fā)展情況進(jìn)行判斷。傳統(tǒng)監(jiān)測(cè)方式依靠(內(nèi)徑8～10 mm)長(zhǎng)距離束管抽取氣體，束管極易發(fā)生堵塞漏氣故障導(dǎo)致系統(tǒng)無法正常運(yùn)行或檢測(cè)數(shù)據(jù)失真；依靠人工操作色譜儀的方式進(jìn)行氣體檢測(cè)對(duì)檢測(cè)人員技術(shù)水平要求高，而且每天能夠測(cè)量的數(shù)量有限，無法對(duì)火情進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；系統(tǒng)故障排查和維護(hù)全部依靠人工進(jìn)行，監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)需要依靠人工經(jīng)驗(yàn)對(duì)火情進(jìn)行判斷；發(fā)火區(qū)域

自然發(fā)火主要依靠束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過對(duì)井下有自然發(fā)火的危險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)監(jiān)控，對(duì)采空區(qū)、工作面及巷道內(nèi)火災(zāi)指標(biāo)氣體成分進(jìn)行分析，來預(yù)測(cè)煤層自然發(fā)火情況[1]。但是在實(shí)際應(yīng)用中卻存在著束管管路破損維護(hù)、氣樣易污染不純、監(jiān)測(cè)人員技術(shù)差異、無法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)[2]、數(shù)據(jù)分析指標(biāo)單一等問題。南莊礦安全生產(chǎn)系統(tǒng)中電子信息技術(shù)主要運(yùn)用于井下人員定位和井下巷道監(jiān)控。該礦檢測(cè)設(shè)備老舊而且不夠全面，安全信息平臺(tái)建設(shè)停滯不前，電子信息化水平整體不高，技術(shù)人員檢測(cè)數(shù)據(jù)差異性很大，造成

風(fēng)順槽埋設(shè)采空區(qū)束管和熱敏探頭，測(cè)定采空區(qū)內(nèi)溫度和O2含量的變化，其方法如圖1所示。在8214工作面上、下隅角分別埋入Φ50mm鋼管1趟，并隨著工作面的推進(jìn)加長(zhǎng)鋼管，管內(nèi)穿入束管單管1根和熱敏電阻1個(gè)。取樣頭的設(shè)置如圖2所示，取樣頭為直徑Φ108 mm、長(zhǎng)250mm的圓柱形鋼管，將鋼管一端封嚴(yán)，另一端焊上Ф50mm 接頭，將取樣頭鉆上無數(shù)的小孔，以便氣體進(jìn)入取樣頭，將熱敏電阻和束管單管伸入取樣頭并用封泥將進(jìn)口封嚴(yán)。隨著工作面的推進(jìn)，束管埋管逐漸伸入采空區(qū)內(nèi)

文/劉 志一、束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)現(xiàn)狀神華寧夏煤業(yè)集團(tuán)清水營(yíng)煤礦現(xiàn)用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為SG-2003型井下火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)自2008年安裝使用至今已有10年，設(shè)備老化嚴(yán)重、穩(wěn)定性差、數(shù)據(jù)分析誤差大。地面部分安裝在中心站內(nèi)，井下束管主管路由地面管溝經(jīng)一號(hào)副斜井、+1265水平車場(chǎng)、回風(fēng)斜井敷設(shè)至采煤工作面，主要對(duì)工作面及采空區(qū)內(nèi)O2、CO、CO2、N2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6等 氣體含量進(jìn)行采樣分析。隨著礦井開拓延伸，束管抽氣距離變長(zhǎng)，數(shù)據(jù)采集難度

序交叉發(fā)生在同一束管內(nèi)，而“鴛鴦”管則是指光纖交叉發(fā)生在不同的束管內(nèi)。1 產(chǎn)生鴛鴦線的原因主要有兩種1.1 新建光纜工程施工接續(xù)錯(cuò)誤。在光纜敷設(shè)接續(xù)中，由于光纜標(biāo)準(zhǔn)盤長(zhǎng)一般為2公里或者3公里，線路長(zhǎng)度大于盤長(zhǎng)的時(shí)候，必須分段布放多段光纜，一一進(jìn)行接續(xù)，接續(xù)點(diǎn)多，出錯(cuò)概率就大。布放光纜過程中，如果端別倒置，也會(huì)增加接續(xù)難度。光纜兩端需要在機(jī)房ODF架或者光交上成端上架，也就是與12芯一體化熔纖盤中的尾纖進(jìn)行熔接。以上接續(xù)工作中，如果施工人員粗心大意或不負(fù)責(zé)任

良友煤礦采用簡(jiǎn)易束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)浮煤自燃狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過設(shè)置簡(jiǎn)易束管裝置監(jiān)測(cè)采空區(qū)氣體變化，由人工操作巡回取樣，送地面色譜儀分析。具體施工方法如下：（1）首先在2101綜采工作面回風(fēng)巷距切眼200m處建立井下抽氣泵站并由防爆電機(jī)帶動(dòng)抽氣泵，作為簡(jiǎn)易束管系統(tǒng)的抽氣動(dòng)力。（2）沿工作面回風(fēng)順槽鋪設(shè)5芯集束束管，束管裝入2寸保護(hù)鋼管內(nèi)，埋入切眼支架后尾梁后部，束管集中接到束管采氣泵站，各設(shè)通氣閥門，分別取氣分析。采樣器沿工作面均勻布置，采樣器與單芯束管連接

制浮煤氧化。3 束管監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用3.1 人工預(yù)埋束管監(jiān)測(cè)技術(shù)該技術(shù)主要從采空區(qū)“兩道兩線”區(qū)域提前敷設(shè)束管用于后期的采空區(qū)氣體人工采集通道，從而通過氣相色譜儀化驗(yàn)分析得出采空區(qū)當(dāng)前內(nèi)部的氣體分布情況，進(jìn)一步為采空區(qū)自然發(fā)火判斷及采取相應(yīng)的正面措施提供可靠的數(shù)據(jù)支持。進(jìn)風(fēng)側(cè)：在被測(cè)工作面的進(jìn)風(fēng)順槽內(nèi)自切眼起每隔200 m布置2個(gè)束管進(jìn)氣端，然后從順槽就近聯(lián)巷中引出固定作為束管采氣端。束管的敷設(shè)路徑緊貼順槽內(nèi)副幫腳線，在測(cè)點(diǎn)處沿副幫煤壁平緩弧度升起至距頂板2

區(qū)頂板。2 監(jiān)測(cè)束管布置方式工作面采用束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)采空區(qū)氣體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以CO、C2H4、C2H2三種氣體作為自然發(fā)火的預(yù)報(bào)指標(biāo)氣體[2]。根據(jù)8101工作面的具體情況，分別在進(jìn)、回風(fēng)順槽下幫、上幫，從工作面煤壁位置開始每隔50 m布置一根監(jiān)測(cè)束管，隨工作面開采進(jìn)入采空區(qū)，可測(cè)定采空區(qū)范圍大約距工作面150 m左右，進(jìn)、回風(fēng)順槽同時(shí)觀測(cè)。采空區(qū)布置測(cè)點(diǎn)隨工作面推進(jìn)進(jìn)入采空區(qū)，當(dāng)測(cè)點(diǎn)采空區(qū)氧濃度降到5%后，斷開該測(cè)點(diǎn)，重新布置采樣探頭。埋入采空區(qū)的束管要用D

監(jiān)控系統(tǒng)以及礦井束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)大多用于監(jiān)測(cè)煤炭自燃發(fā)火指標(biāo)氣體的濃度、產(chǎn)生的速率等，無法直觀反應(yīng)出監(jiān)測(cè)區(qū)域的煤層自燃氧化程度、高溫點(diǎn)的溫度[1-4]。為有效實(shí)現(xiàn)煤層自燃預(yù)警，本研究對(duì)某礦工作面煤層自燃預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)和應(yīng)用。1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)1.1 煤層自燃預(yù)警系統(tǒng)構(gòu)成本研究煤層自燃預(yù)警系統(tǒng)模塊如圖1所示。1.2 軟件后臺(tái)部分構(gòu)成軟件后臺(tái)部分的核心內(nèi)容是預(yù)警模型以及預(yù)報(bào)警指標(biāo)。本研究利用Java語言對(duì)煤層自燃預(yù)警指標(biāo)進(jìn)行編輯和描述，并將其轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)語言程

系統(tǒng)分為地面色譜束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和井下傳感器型束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)2種類型。煤自燃早期的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，可以及早采取防滅火措施，將自然火災(zāi)消滅在萌芽狀態(tài)，以免造成嚴(yán)重后果。1 礦井概況1.1 井田概況張家峁井田位于陜西省榆林市神木市北部，井田距神木市約36 km，井田面積51.98 km2，開采深度由1 170 m至910 m標(biāo)高。礦井設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力6.0 Mt/a，設(shè)計(jì)服務(wù)年限為71.57 a，核定生產(chǎn)能力為10.0 Mt/a。井田含煤地層為侏羅系中統(tǒng)延安組(J2y)，

管。2.1.3 束管埋設(shè)工作面停產(chǎn)時(shí)，在工作面回風(fēng)順槽埋設(shè)3趟束管，埋深分別為6,38,62 m；運(yùn)輸順槽埋設(shè)2趟，埋深分別為44.8,14.8 m；停采時(shí),兩隅角再各布設(shè)一條束管。要求束管口必須套上護(hù)管，防止堵塞，并引至密閉墻以外，保證能夠正常檢測(cè)采空區(qū)氣體。2.2 密閉方案及要求2.2.1 封閉區(qū)域停電檢查工作面供電線路，保證工作面封閉后，在巷內(nèi)其他設(shè)備能夠正常運(yùn)行的同時(shí)，封閉區(qū)域內(nèi)的所有電器設(shè)備均必須斷電。2.2.2 管路敷設(shè)要求所有埋入采空區(qū)的灌漿

法管理頂板。2　束管監(jiān)測(cè)采空區(qū)三帶的劃分是采空區(qū)防滅火的關(guān)鍵。為摸清王家?guī)X煤礦采空區(qū)三帶的具體距離,王家?guī)X煤礦在地面建立了防滅火實(shí)驗(yàn)室,安裝了設(shè)備,在井下18101工作面建立束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng),每天對(duì)工作面后部采空區(qū)和回風(fēng)上隅角、回風(fēng)流抽取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析,每周對(duì)氣樣和溫度變化曲線圖進(jìn)行綜合分析,工作面有自然發(fā)火傾向時(shí)要每天抽取氣樣進(jìn)行化驗(yàn)分析。1)束管測(cè)點(diǎn)布置。根據(jù)工作面四周與上部8#煤層情況,束管監(jiān)測(cè)點(diǎn)按實(shí)際情況設(shè)計(jì)為4個(gè),1#點(diǎn)位于采空區(qū),2#點(diǎn)位于工作面

井下近距離抽氣的束管探測(cè)技術(shù)對(duì)氣體異常點(diǎn)監(jiān)測(cè)。根據(jù)近距離煤層群開采遺煤分布特征及漏風(fēng)規(guī)律，布置符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況的氣體測(cè)點(diǎn)，通過現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果研究了采空區(qū)內(nèi)溫度分布及氣體分布規(guī)律。結(jié)果表明：光纖測(cè)溫結(jié)合近距離束管抽氣的方法能較全面地監(jiān)測(cè)近距離煤層群開采上覆煤層自燃關(guān)鍵參數(shù)變化，同時(shí)對(duì)類似礦井火區(qū)探測(cè)研究具有較好的借鑒意義。近距離；煤層群；上覆煤層；采空區(qū)；火區(qū)探測(cè)煤層群開采埋深較淺，煤層之間距離小，開采過程中相鄰煤層會(huì)相互影響[1-3]。特別是上覆煤層開采完成

工程師?井下自燃束管火災(zāi)監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)方法孫志鳳 中煤華晉公司韓咀煤礦總工程師link評(píng)估值65萬appraisement行業(yè)曲線industry煤礦井下自燃是井下重大災(zāi)害，威脅礦井安全生產(chǎn)及井下作業(yè)人員的生命安全?；诂F(xiàn)代化裝備進(jìn)行煤層自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)，采用束管監(jiān)測(cè)技術(shù)，該技術(shù)具有測(cè)定氣體組分較多、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大和分析較準(zhǔn)確、監(jiān)測(cè)連續(xù)性好、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。束管系統(tǒng)對(duì)井下氣體組成及各種氣體的含量變化能夠在任何時(shí)候有效的實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，而且可以在地面監(jiān)測(cè)中心分析預(yù)

0000）影響銫束管壽命因素的分析成大鵬，馬寅光，王驥，陳江，楊軍（蘭州空間技術(shù)物理研究所真空技術(shù)與物理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，蘭州 730000）壽命問題一直是國(guó)內(nèi)小型磁選態(tài)銫束管的重要缺陷，隨著科技的發(fā)展，對(duì)銫束管的壽命要求越來越長(zhǎng)，目前銫束管壽命問題已成為制約國(guó)內(nèi)銫束管發(fā)展的技術(shù)瓶頸。通過介紹磁選態(tài)銫束管的工作原理及影響銫束管壽命的因素，闡述了銫爐內(nèi)銫的消耗和倍增器增益隨工作時(shí)間衰減對(duì)銫束管長(zhǎng)壽命的影響。銫原子鐘；銫束管；銫爐；倍增器；壽命0　引言銫原子鐘以其優(yōu)

主要利用礦井火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和安全監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)礦井氣體參數(shù)監(jiān)測(cè)，對(duì)火災(zāi)進(jìn)行預(yù)報(bào)。在煤礦的實(shí)際應(yīng)用中，煤礦火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀不是特別好，無法發(fā)揮到最大的作用，究其原因，主要有以下幾個(gè)方面：1）監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)具有一定的時(shí)滯性。氣相色譜儀本身特性決定了要分析一個(gè)氣體單樣，其分析的時(shí)間長(zhǎng),從目前國(guó)內(nèi)監(jiān)測(cè)路數(shù)為20路來計(jì)算，要完成一個(gè)氣體采樣監(jiān)測(cè)循環(huán)需要的時(shí)間都要超過10分鐘。單樣氣體分析結(jié)果一般都是10min之前的數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)軟件平臺(tái)分析并沒有考慮到氣體時(shí)間滯后

20m時(shí)分別預(yù)埋束管對(duì)采空區(qū)氣體進(jìn)行檢測(cè)，買入采空區(qū)內(nèi)的束管均套入鋼管進(jìn)行保護(hù)，確保束管內(nèi)氣體通暢。通過束管取樣分析采空區(qū)CO、CO2、C2H4、C2H2等氣體濃度來判斷檢測(cè)地點(diǎn)遺留煤炭自燃狀況。同時(shí)，瓦斯檢查員對(duì)兩順槽及開切眼頂煤松動(dòng)、沿空煤柱壓酥地點(diǎn)的指標(biāo)性氣體進(jìn)行循環(huán)檢查，確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)。2.2 隔離墻封堵減少采空區(qū)漏風(fēng)是控制煤自燃的有效手段，因此在采空區(qū)兩巷施工隔離墻進(jìn)行封堵可以有效減少采空區(qū)氧濃度和漏風(fēng)量，抑制采空區(qū)遺留煤炭自燃的發(fā)展。（1）

的是礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由束管取樣系統(tǒng)和地面氣體分析中心組成，通過束管將監(jiān)測(cè)點(diǎn)氣體取樣到地面，利用氣相色譜分析儀連續(xù)分析氣體組分濃度，通過各組分濃度的變化對(duì)煤層氧化自燃過程進(jìn)行判斷分析，并進(jìn)行煤自燃發(fā)火的早期預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)。針對(duì)保德煤礦井下生產(chǎn)實(shí)際布局，確定建立地面型束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和人工采集氣體進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。二盤區(qū)和三盤區(qū)可采用地面束管監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào);五盤區(qū)綜合考慮經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性，確定采用簡(jiǎn)易束管采樣系統(tǒng)和人工采集氣

063018)束管系統(tǒng)在采空區(qū)自燃規(guī)律研究中的應(yīng)用①劉樹弟②劉 濤(開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司,河北唐山 063018)林南倉(cāng)礦所采各煤層均屬于自燃煤層。放頂煤開采采空區(qū)遺煤較多,加之漏風(fēng)通道較多易造成采空區(qū)遺煤發(fā)生自燃。利用束管系統(tǒng)對(duì)1226采空區(qū)氣體成分進(jìn)行了測(cè)定分析,得出了該工作面采空區(qū)煤炭自燃的發(fā)火規(guī)律,為合理選擇預(yù)防采空區(qū)煤炭自燃的措施提供了科學(xué)的理論依據(jù)。輕放工作面;煤炭自燃;束管系統(tǒng);采空區(qū)三帶開灤林南倉(cāng)礦業(yè)分公司為低瓦斯礦井,采用中央邊界式

引言銫原子鐘由銫束管和頻標(biāo)電路組成，其中銫束管是銫原子鐘的核心部件。它利用銫133原子的超精細(xì)能級(jí)從F=3（mF=0）到F=4（mF=0）的躍遷譜線對(duì)激勵(lì)信號(hào)起鑒頻作用，與頻標(biāo)電路形成閉環(huán)，輸出穩(wěn)定的頻率信號(hào)[1]。銫束管的工作原理見圖1所示，銫束管由高真空密封管殼、銫爐、準(zhǔn)直器、選態(tài)磁鐵、微波腔、C場(chǎng)線圈繞組、磁屏蔽、熱離化絲、質(zhì)譜計(jì)、電子倍增器、離子泵、吸銫劑等組成。其中銫爐與準(zhǔn)直器用于制備銫原子束；選態(tài)磁鐵和C場(chǎng)線圈繞組用于選出所需能態(tài)的銫原子；密封

礦)礦井自燃火災(zāi)束管監(jiān)測(cè)技術(shù)在西銘礦的應(yīng)用趙效中①,王學(xué)棟,郝國(guó)珮(西山煤電股份公司西銘礦)針對(duì)西銘礦煤層自然發(fā)火傾向性的幾種狀況進(jìn)行了分析,提出了自燃發(fā)火預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng)的建立方案,并介紹了方案實(shí)施的過程。束管監(jiān)測(cè)技術(shù)的成功應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)了該礦預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)自燃火災(zāi)智能化功能,取得良好的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。礦井;自燃火災(zāi);束管監(jiān)測(cè)技術(shù);應(yīng)用;效益西山煤電股份公司西銘礦井田位于西山煤田的東北部,井田邊界曾有小窯開采。雖然已做了許多的密閉工程,但仍然存在有向工作面采空區(qū)漏風(fēng)的傾