“東西分析”煤礦專用色譜儀在萍鄉(xiāng)?

????????????????????????????萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)安全儀表檢驗(yàn)站?黃水平

編者按：

本期的“東西分析10年以上老客戶征文”，撰稿嘉賓是江西萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)的黃水平工程師。

萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)是大型綜合型企業(yè)。其前身安源煤礦，始建于1898年，是中國近代工業(yè)十大廠礦之一，生產(chǎn)經(jīng)營范圍涉及煤電焦化、管道、電力、焊接材料、礦山機(jī)械、制冷和熱能設(shè)備、旅游休閑、醫(yī)療衛(wèi)生、高等教育等。

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自序：

我叫黃水平，1964年出生，1985年參加工作，分別在江西萍鄉(xiāng)礦務(wù)局生產(chǎn)處、通風(fēng)處、安全監(jiān)督局工作。曾就讀淮南礦業(yè)學(xué)院和江西理工大學(xué)，并取得大專和本科學(xué)歷，現(xiàn)職通風(fēng)與安全工程師。目前在江西煤業(yè)集團(tuán)萍鄉(xiāng)分公司安全儀表檢驗(yàn)站，分管通風(fēng)測試、儀表檢測業(yè)務(wù)工作，參加工作三十余年，多次在《煤礦安全》和省級刊物發(fā)表多篇論文。

借由此篇文章，分享我在三十多年的工作中，特別是與“東西分析”結(jié)緣的這十幾年來的一些知識積累和經(jīng)驗(yàn)體會，也算是為大家介紹一下我的老朋友“東西分析”的煤礦專用儀器吧。

先讓我從嚴(yán)重威脅煤礦安全生產(chǎn)的煤自燃火災(zāi)講起......

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一、煤自燃火災(zāi)早期預(yù)測預(yù)報

煤自燃火災(zāi)的發(fā)生是一個漸變的過程，要經(jīng)過潛伏期、自熱期和燃燒期三個階段，即在煤層被揭露（或與空氣接觸）一段時間之后，才會自然發(fā)火。

科研工作者研究發(fā)現(xiàn)，煤在氧化自燃過程中產(chǎn)生的一系列反映煤自燃特征的氣體（指標(biāo)氣體），可以用于煤自燃火災(zāi)的早期預(yù)測預(yù)報。

20世紀(jì)80年代以來，基于此原理的氣相色譜儀和束管監(jiān)測系統(tǒng)開始應(yīng)用于煤自燃火災(zāi)的預(yù)測預(yù)報，使得預(yù)報自然發(fā)火的裝備水平大大提高。

研究人員對常見的指標(biāo)氣體分析手段做過比較：

1便攜式甲烷和一氧化碳分析儀目標(biāo)產(chǎn)物是甲烷，實(shí)際上它對可燃?xì)怏w都能產(chǎn)生信號，數(shù)據(jù)的真實(shí)性受到質(zhì)疑。

2、紅外分析儀可分析的氣體組份太少，且不能分析乙烯、乙炔等重要指標(biāo)氣體。

3、一氧化碳鑒定管檢測的諸多氣體都對它有影響，且是手動推，接測結(jié)果與推動的速度快慢有關(guān)，結(jié)果準(zhǔn)確性受質(zhì)疑。

4、采用氣相色譜儀分析井下的氣體成分，它可以安裝在地面專用房間內(nèi)，通過采集氣體樣送至地面進(jìn)行分析。束管監(jiān)測系統(tǒng)用抽氣泵通過塑料管束將井下氣體抽至地面，束管管路的采樣點(diǎn)可放置在井下的任何地方，解決了自動和連續(xù)采樣的問題。氣相色譜儀是把井下氣體跟標(biāo)準(zhǔn)氣體做對比，無其他成分的干擾。分析氣體組份的種類全，精度高，是非常成熟的方法。

由于煤層自燃指標(biāo)氣體的選擇不存在統(tǒng)一的模式，必須根據(jù)本礦的實(shí)際情況和實(shí)驗(yàn)室研究相結(jié)合的方法，所以提出適合本礦的煤炭自然發(fā)火早期預(yù)測預(yù)報的指標(biāo)氣體，建立預(yù)測預(yù)報系統(tǒng)，制定適合本地的防滅火措施是非常必要的。

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二、萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)基本情況

萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)（原萍鄉(xiāng)礦務(wù)局）下屬7個礦井，其中6個礦井有煤礦色譜儀器，萍鄉(xiāng)煤業(yè)分公司安全儀表檢驗(yàn)站（原萍鄉(xiāng)礦務(wù)局通風(fēng)實(shí)驗(yàn)室）于2001年6月購置“東西分析”GC-4008型煤礦專用氣相色譜儀，2006年3月購置GC-4085型礦井氣體多點(diǎn)參數(shù)色譜自動儀，下屬其他煤礦分別于2003年4月后購置了GC-4008型煤礦專用氣相色譜儀，開始對各煤礦的井下氣體樣品進(jìn)行色譜儀器分析。

我集團(tuán)所屬煤礦，均采用北京東西分析儀器有限公司（下稱“東西分析”）生產(chǎn)的煤礦專用氣相色譜儀，主要對開采有自然發(fā)火的煤層，己采區(qū)的密閉、發(fā)熱地，機(jī)采架前、架后、上下順槽等地點(diǎn)進(jìn)行分析，應(yīng)用一氧化碳（CO），乙稀（C2H4），乙塊（C2H2）三個主要指標(biāo)，對未曾發(fā)火的采空區(qū)和已經(jīng)發(fā)火并采取處理措施的火區(qū)、火點(diǎn)火情進(jìn)行預(yù)測預(yù)報，多年來收到了相當(dāng)好的效果。

當(dāng)時，我們選擇“東西分析”煤礦專用氣相色譜儀系列，是因?yàn)樗钛a(bǔ)了國內(nèi)空白，是國家“八五”科技攻關(guān)項(xiàng)目《煤礦重大惡性事故防治》子課題“礦井火災(zāi)多參數(shù)色譜監(jiān)測系統(tǒng)”（子專題合同號:85-202-03-02-1）的科研成果。經(jīng)過原煤炭部科教司組織鑒定（證書號:煤部科鑒字[1995]第204），取得煤礦“安全標(biāo)志”（煤安編號：?20041730）認(rèn)證。生產(chǎn)單位自1991年起就開始煤礦安全相關(guān)產(chǎn)品的研制開發(fā)，在業(yè)界擁有良好口碑。

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三、煤層發(fā)火標(biāo)志氣體的指標(biāo)分析與應(yīng)用實(shí)例

實(shí)例1：

2005年10月20日早班，青山煤礦西519三層采面，頂板老塘取樣的分析檢測到一氧化碳（CO）363.27ppm，乙?。–2H4）20.66ppm，煤溫有29℃。第二天中班，采樣檢測到一氧化碳（CO）485.46ppm，乙?。–2H4）28.74ppm。第三天早班，采樣檢測到一氧化碳（CO）639.80ppm，乙?。–2H4）33.49ppm，煤溫有時達(dá)35℃，出現(xiàn)少余輕微的霧氣，有時還能聞道煤焦的油味的氣味，于是立即采取相對防火措施，經(jīng)過一段時間再采樣再觀察，經(jīng)采煤分析，一氧化碳（CO）下降到3.69ppm，乙稀（C2H4）下降到4.26ppm。11月3日采煤分析，一氧化碳（CO）下降到0.07ppm，乙稀（C2H4）下降到0.03ppm，隨后分析己消失，確保了安全生產(chǎn)。該地點(diǎn)氣體分析結(jié)果見下表1。

萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)安全儀表檢驗(yàn)站氣體分析報告(表1)

送樣單位：青山煤礦????????????????????????????????????????

實(shí)例2：

2014年9月28日，白源煤礦井下2052密閉內(nèi)的氣體檢測一氧化碳（CO）859.87ppm，乙?。–2H4）300.15ppm，同時現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)冒青煙，立即采取有力的滅火措施，啟動滅火應(yīng)急預(yù)案，經(jīng)處理后，乙?。–2H4）降至15.20ppm，隨后逐漸消失，沒有造成影響生產(chǎn)。該地點(diǎn)氣分析結(jié)果見下表2。

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萍鄉(xiāng)礦業(yè)集團(tuán)安全儀表檢驗(yàn)站氣體分析報告(表2)

送樣單位：白源煤礦 ? ??

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通過實(shí)例1、2可以看出，必須選擇正確的有利的措施，根據(jù)氣體分析報告及數(shù)據(jù)，進(jìn)行觀察和具體情況仔細(xì)分析，利用分析結(jié)果指標(biāo)對比，準(zhǔn)確地預(yù)測預(yù)報煤層自然發(fā)火的過程，應(yīng)用一氧化碳（CO），乙?。–2H4），乙塊（C2H2）三個標(biāo)志氣體指標(biāo)綜合判斷，分別指導(dǎo)井下火災(zāi)防治措施，對礦井生產(chǎn)和安全是有利的保證，從而取得明顯的效果和經(jīng)濟(jì)效益。

“東西分析”煤礦專用氣相色譜儀器安裝啟動數(shù)十年來，在我檢驗(yàn)站持續(xù)安全工作，未發(fā)生過大的故障，保障了我集團(tuán)安全生產(chǎn)，無人員事故發(fā)生。

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四、煤礦專用氣相色譜儀的使用

色譜儀在使用中可能會遇到的問題有：1、色譜儀顯示兩種氣體不分離，如O2與N2不分離，空氣峰與CO不分離2、色譜儀分析中有某種氣體分析不出，如分析中CO不出峰?3、色譜儀分析某一樣品的分析值結(jié)果相差較大4、色譜儀對同一標(biāo)準(zhǔn)氣體分析結(jié)果有差值5、色譜儀點(diǎn)火不起，儀器突然熄火，影響操作。氣相色譜法檢測煤自然發(fā)火過程中指標(biāo)氣體是一項(xiàng)很成熟的技術(shù)，這些問題的產(chǎn)生大多是因?yàn)椴僮魅藛T使用不當(dāng)造成的。專用色譜儀對操作人員素質(zhì)要求較高，操作人員需到廠家去進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)學(xué)習(xí)，沒有電子理論基礎(chǔ)，只會簡單儀器操作方式，儀器在使用和維護(hù)的過程中，就會出現(xiàn)各種不正常的現(xiàn)象。

一個樣品氣體在兩個礦井或三個礦井色譜儀進(jìn)行分析，其結(jié)果出現(xiàn)數(shù)據(jù)不一致其相差之大超過儀器分析標(biāo)準(zhǔn)誤差值，這種情況和現(xiàn)象的發(fā)生，是因?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的濃度沒有統(tǒng)一。我們安全儀表檢驗(yàn)站針對這一問題，?對6個礦井和檢驗(yàn)站色譜儀進(jìn)行比對試驗(yàn)和分析，統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)濃度大小。

在日常工作中，定期檢查和標(biāo)定儀器，對礦井色譜儀操作員進(jìn)行培訓(xùn)學(xué)習(xí)，有些儀器故障請廠家來人進(jìn)行維修及更換配件，要求煤礦管理人員和操作人員加強(qiáng)業(yè)務(wù)學(xué)習(xí)，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，對儀器的性能，試驗(yàn)項(xiàng)目，分析標(biāo)準(zhǔn)，質(zhì)量要求和相關(guān)知識需進(jìn)一步了解全面和提高。這樣，消除了儀器的誤差和操作不正確出現(xiàn)的問題，確保儀器分析值準(zhǔn)確，可靠，先進(jìn)的設(shè)備就能發(fā)揮作用，技術(shù)人員和色譜操作人員才能正常使用好儀器，為煤礦安全生產(chǎn)服務(wù)。

最后，曬曬我和我老朋友的合影吧。它看起來是不是一點(diǎn)兒都不老！喜歡的朋友，歡迎點(diǎn)個贊吧！

關(guān)于我們：北京東西分析儀器有限公司，擁有二十多年的分析儀器研發(fā)、制造、服務(wù)的歷史，系北京市高新技術(shù)企業(yè)，分析儀器制造行業(yè)國際化企業(yè)。在行業(yè)內(nèi)率先通過ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證，ISO14001環(huán)境管理體系認(rèn)證，多個產(chǎn)品取得歐盟CE認(rèn)證，系中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會衛(wèi)檢專用委員會產(chǎn)品信得過單位。

“完美分析，輝映東西”。公司以科研技術(shù)實(shí)力為后盾，以質(zhì)量管理為保證，以完善的售后服務(wù)為支撐，為用戶提供高品質(zhì)的分析儀器產(chǎn)品。