一、概述
东河煤矿处于吕梁山南部，蒲县东部山地，海拔高程一般在1350～1500m左右，煤层赋存1210--1300m，埋藏深度在100～200m，矿井现开采2#煤层，平均煤厚1.79m，属于易选、低灰、低硫、低磷、高热值的优质1/3焦煤，主要用于炼焦配煤。原煤水分1.3—3％、灰分9.44％、挥发分为35.56％、硫分为0.63％、吸氧量0.66cm3/g。
矿井通风方式为混合式，总进风量4823m3/min，总回风量5106m3/min。回采面采用后退式开采、U型通风，配风量一般在600 m3/min 。2010年8月，由临汾市煤炭安全检测检验中心鉴定，年度瓦斯等级鉴定结果为：绝对瓦斯涌出量6.49m3/min，相对瓦斯涌出量4.85m3/t，二氧化碳绝对涌出量3.77m3/min，相对涌出量2.70m3/min，为低瓦斯矿井，现开采的 2#煤层为Ⅱ级自燃煤层，且具有爆炸性。
矿区边界附近小窑遍布，曾多次与小窑贯通，虽已做了许多密闭工程，但仍然存在有向工作面采空区漏风的倾向，这样就增加了自燃危险性，从而对安全生产造成极大的威胁。因此，如何有效的预防煤层自燃发火，成为了我矿防灭火工作的首要问题。
二、防止自燃发火方法 1、预防性灌浆
预防性灌浆是防止自燃发火效果较为明显和应用较广泛的一项措施，就是将水、浆材按适当配比，制成一定浓度的浆液，借助输浆
管路送往可能发生自燃的采空区以防止自燃火灾的发生。其作用，一是隔氧，二是散热。浆液流入采空区后，固体物沉淀，充填于浮煤缝隙之间，形成断绝漏风的隔离带，同时，对已经自热的煤炭有冷却散热的作用。
2、均压技术防灭火
均压防灭火的实质是通过设置调压设施或调整通风系统，改变井下巷道空气压力的分布状态，尽可能减少或消除漏风通道两端的风压差，从而达到减少或消除漏风、抑制煤炭自燃发火乃至灭火的目的。
均压防灭火是一项经济、实用、效果较好，技术含量较高的防灭火手段与措施。调压设施的位置与质量、均压参数的选用与控制以及实施过程中技术措施的安排与应用等，都关系到均压技术的成败。这是一项较为复杂的技术管理工作。
3、喷洒阻化剂
一些无机盐类化合物如氯化钙、氯化镁、氯化钠、三氧化铝以及水玻璃等溶液喷洒在煤体上，有着阻化和延缓煤炭氧化的作用，故称阻化剂。在某些地点或部位上喷洒或注入阻化剂可以达到防止和降级自燃发火几率的目的。
三、束管监测系统的选择原因
煤的自然过程可分为三个阶段，即潜伏期、自热期和燃烧期。潜伏期一般无明显征兆；自热期煤的氧化速度加快，空气中的氧含量减少而CO、CO2含量增高，空气温度升高，这是我们进行早期预报和采取预防性措施的良好机会。而燃烧期时氧化速度急剧加快，空气和煤
温显著增高，产生大量可燃气体。正因为对煤炭自然过程的三个阶段及其表现特征有较清楚的认识与了解，完全可以采取一些监测设备和手段对煤层标志性气体进行分析，做到早期预报，从而达到“防患于未然”的目的。因此，采用束管监测系统对自燃发火标志气体分析，及时预测预报煤层自燃发火状况，成为了矿井防止自燃发火的重要手段。
四、具体方案
方案一：采用SG-2003型矿井自燃火灾束管检测系统。 SG-2003型矿井自燃火灾束管检测系统是利用真空泵和一束多芯的塑料管缆远距离的抽取监测地点的气样，利用专用气相色谱仪连续分析，实时测定各测点的气体组成浓度，同时可以对监测地点煤自燃过程中标志气体浓度超值时发出警报的成套装置。
（1）、系统组成
主要由地面气体分析中心和井下束管取样系统组成。
井下采样管路设施系统：取样管、管缆、管路附件（滤尘器、储/放水器、分路箱）
地面气体分析中心（真空抽气泵、气体采样控制柜、GC-4085型专用气相色谱仪、数据处理工作站、专用瓦斯爆炸危险程度判别软件等）
（2）、束管监测系统工作原理
系统工作时，启动抽气泵，束管内形成负压，井下外部的压力大于束管内的压力，使井下气体被吸入束管，到达井上的电磁阀前并处于等待检测状态。气相色谱仪达到稳定工作状态后，微机通过控制接口板输出一个开关量给驱动电路，驱动电路的继电器吸合，接通某一束管的电磁阀，该路束管的气体被送入色谱仪中，由色谱仪开始分析。色谱仪的分析结果被送到微机内的数据采样接口板上，经过信号放大，模数转换，然后由分析软件进行处理，形成谱图和分析结果，分别在屏幕和打印机上输出
（3）、测点布置：井下共安设7个测点，回风立井、西回风大巷测风站、东回风大巷测风站、三采回风下山测风站、2209综采工作面上隅角、采空区、回风巷测风站。 （4）、标志气体种类
CO、O2、N2、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2、C3H8、C4H10等 （5）、监测的操作程序：
开机监测：开启循环水泵→开启抽气泵→分析仪电源→放大器电
源→仪器调零→启动微机进入监测程序→打开测量按钮→报表打印 （6）、数据反馈
根据系统监控数据，由系统自动生成或手工每天在坐标纸上描绘出各指标气体浓度的变化趋势曲线图，连同监测数据报表报矿长、总工审阅签字。每天对井下各测点的气体变化情况进行分析，每月至少总结一次，发现问题及时向总工程师、通风区长汇报，以便采取措施处理。
（7）系统优缺点
优点：系统能实时监测气体成分，早期预防，安全系数高。 缺点：系统投资费用相对较大，安装、维护工作较多。 方案二：通过人工对可疑自燃发火地点气体采样，选用GC-4085型矿井气体多点参数色谱自动分析仪，进行不定期分析。
采集过程为人工手持气囊对可疑自燃发火地点进行气体采集，再回到地面分析中心进行分析。其它操作过程均与方案一相同
优点：投资少，维护简单。
缺点：不能实时监测气体成分，采空区等地点人工无法到达，安全系数低。
五、结束语
通过建立矿井束管监测系统，能够通过束管取样分析矿井采空区、密闭区、巷道中的CO、CO2、CH4等气体的浓度，经过测定分析及时预报，为煤矿自燃火灾和瓦斯监控工作提供科学依据。同时能主动监测预报井下气体及自燃火灾隐患，使得煤矿安全综合防治由被动变为主动，井下安全防治工作可实现“对症下药”，避免了缺乏科学数据、盲目治理的弊端，既为煤矿科学管理提供保障，又为煤矿节约了经济成本，意义重大。
矿山管理人员可以通过该系统掌握各地点气体的数据来了解矿井的状况，特别是井下人员无法进入的区域（如采空区等），它具有其它监测手段无法替代的优点，是采空区内因火灾早期预报的有效技术途径。同时矿山管理人员还可以侦测出早期自燃发火、爆炸的气体指标，以便有效地控制潜在的煤矿自燃发火和爆炸风险，为煤矿自燃火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据，从而对矿井的井下瓦斯、通风系统做到最好的管理，降低了矿井火灾和瓦斯爆炸发生的机率，从而减少矿井安全事故。
因此，选用方案一较为合适。同时，对井下不经常检测的地点，为节省投资可以不辅设束管，由人工采样，手动进样色谱仪进行检测，检测结果在微机显示、贮存和打印。
具体设计安装、调试工作由厂家到矿现场实地勘察后，与矿方研究决定。
太原煤气化东河煤矿
束 管 监 测 系 统 方 案
通风区 年6月23日2011
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