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為確保礦井安全生產,井下環境監測需設一套束管監測系統,主要利用色譜分析技術對井下氣體成份的分析,實現CO、CO2、CH4、O2、N2(計算值)等氣體含量的24小時在線連續監測,對其含量變化情況進行預測。
該系統廣泛適用于大、中、小各類煤礦自然火災預報和防治工作。利用紅外技術對井下任意地點的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等氣體含量實現24小時連續循環監測,經過對自然火災標志氣體的確定和分析,及時預測預報發火點的溫度變化,為煤礦自然火災和礦井瓦斯事故的防治工作提供科學依據。
1、數據分析和預警原理
Graham’s Ration指數(ICO指數)
Graham’s Ration指數也稱CO指數(ICO),是指煤在自燃發火過程中,氧化產生的一氧化碳與氧耗量之比(CO/△O2),該值與氧化源溫度及氧化時間成正比,能反映燃料氧化反應狀況。該值用于預報煤的自燃發火趨勢。在以ICO作為自燃發火預報指標時,應根據各礦具體條件確定自燃發火過程中ICO的臨界值。因為ICO值受煤質和環境條件影響很大,而是應根據ICO的變化趨勢,而非單個ICO值來判斷采空區自燃發火的可能或封閉火區的狀態變化。
· 其值計算方法:
· ICO= CO/(0.265*(N2+Ar)-O2)= CO/△O2
· 式中:
· CO—風流流經著火帶后生成CO濃度,%;
· △O2—風流流經著火帶后O2消耗的濃度,%;
· O2—風流流經著火帶后O2濃度,%。
· 當煤氧化升溫時ICO指標增加較快;在著火燃燒后,增加速率變緩,大多情況下會趨于穩定。
· 以ICO作為自然發火預報指標時,應根據各礦具體條件確定自燃發火過程中ICO的臨界值。因為ICO值受煤質和環境條件影響很大。特別應根據ICO的變化趨勢,而非單個ICO值來判斷采空區自燃發火的可能或封閉火區的狀態變化。以撫順局老虎臺礦(氣煤)為例,當溫度升高,出現微量CO和有煤油味時,ICO臨界值為0.0046~0.04;煤油味加重,自熱嚴重時,ICO報警值為0.041~0.09;出現灼熱煙霧,處于陰燃狀態時,ICO值>0.09。
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