摘 要：利用束管監測技術實現對井下氣體進行連續采樣分析，準確地監測測點處氣體成分，早期預報火情。
關鍵詞：束管監測技術；采樣分析；監測氣體成分；預報火情
同煤大唐塔山煤礦有限公司采用綜采放頂煤開采石炭紀煤層，煤層平均厚度15.72米，自燃發火期68天，8102綜放工作面走向長度1531米，傾向長度230.5米，機采高度3.5米， 8102工作面從2006年7月15日推進到47m時開始出現CO，上隅角達到48ppm，回風流中10ppm。后采取了以束管監測系統為保障，注氮為主結合注漿的防滅火措施，有力的保障了開采安全，最高月產100.2萬噸。
1 束管監測技術簡介
煤礦自然發火束管監測系統是利用真空泵和一束多芯塑料管遠距離自每一個監測地點抽取氣體，利用氣體分析儀器連續分析各測點的氣體組分濃度，并在監測地點可能發生煤炭自燃時發出報警的成套裝置。由管路設施和氣體分析中心設備構成。
2 塔山礦束管監測技術的應用
同煤大唐塔山煤礦公司束管監測系統是由北京安菲斯科技發展有限公司和澳大利亞動力科技有限公司共同開發研制的，于2006年11月中旬調試完畢后， 從11月17日開始進行埋設進行氣體監測，監測采空區自燃“三帶”分布情況。目前采空區束管監測共布置有四個測點：1號點監測上隅角氣體情況；2號點監測5102回風順槽側采空區氣體情況；3號點監測2102進風順槽側采空區氣體情況；4號點監測束管機房氣體情況。
⑴ 1號點監測上隅角氣體情況。根據圖1所示的1號測點監測數據分析，上隅角監測的CO濃度基本上呈現穩定的趨勢，與通風區監測的數據基本一致，證明束管監測系統抽氣分析監測效果良好。
圖1一號束管測點監測上隅角氧氣濃度變化情況
⑵ 2號束管測用于監測5102側采空區氣體情況。根據圖2所示的回風側采空區測點束管監測數據分析，隨著束管埋入采空區的距離逐漸增大，CO濃度呈現逐漸穩定的緩慢增大態勢，測點的CO濃度一直在保持在80～110PPm之間，表明采空區的煤緩慢氧化已經穩定。
2006年12月5日，5102側采空區束管測點監測到采空區內氧氣濃度下降到16%以下，標志著測點所在位置進入到氧化帶內，對應的測點埋點和工作面距離：5102側為57m，2102側為52m。該監測結果為注氮情況下采空區散熱帶寬度，和根據7月15日綜放面開始出現CO時進回風側的進尺確定的散熱帶寬度接近，因為采空區注氮管路出口預埋長度為50m，管路出口設置在氧化帶內，排除綜放面推進期間風量變化和風流擾動對監測數據的影響，可以認為采用這兩種方法得到的數據都是準確的。
到2007年1月13日，2號束管測點氧氣濃度已經降低到7%以下，對應的5102側束管埋設點和工作面距離為163m。即在采空區注氮的情況下，采空區內回風側氧化帶實測得到的最大寬度為163m。
根據采空區2號束管測點監測情況，綜放工作面后方10m以外的采空區內CO濃度保持在80PPm～120PPm之間，由于采空區漏風風量約為工作面風量的10%，監測結果表明綜放面采空區內遺煤氧化過程是比較平穩的，目前所采取的注氮為主、加強堵漏風的防火措施能夠實現有效防火的目的。
圖2二號束管測點監測氧氣和CO濃度隨推進進尺變化情況
⑶ 束管監測3號測點用于監測2102側采空區氣體情況。根據圖3所示的采空區進風側測點監測數據分析，從11月23日到12月14日，3號測點監測到的O2濃度持續保持20%以上，CO濃度基本保持在0～5PPm之間，說明進風側漏風風速相對較大，散熱帶寬度比回風側更大一些，浮煤氧化沒有良好的蓄熱條件，氧化生產的CO量極少。
12月15日，發現3號測點氧氣濃度分析結果出現異常，分析由于埋設的束管被垮落的頂板巖石或煤塊砸斷堵死，束管監測系統無法抽出該測點管路氣體，且難以判斷所在部位，已經重新埋管設置測點對進風側采空區氣體進行監測。
圖3三號束管測點監測氧氣濃度隨推進進尺變化情況
⑷ 束管監測系統4號點用于監測地面束管機房的氣體變化情況，進行對比分析。從4測點的監測數據來看，束管監測系統的分析結果正常。
3注氮為主的防火措施實施情況
7月12日，三臺制氮機安裝完畢，7月24日開始運行一臺制氮機向采空區注氮，每天24小時正常運行。從9月30日開始，每天兩臺制氮機運行注氮，一臺備用，全天24小時運行，向采空區注氮，遇停產等情況，按照以注氮為主的防火措施要求，三臺制氮設備同時運行注氮，注氮工藝采用預埋注氮管路注氮，為確保采空區注氮效果，對采空區兩端頭進行封堵，工作面停采或回采期間，若有高溫熱源，并輔之采用黃泥灌漿系統，對采空區灌注黃泥漿。
自7月底運行以來，上隅角和回風流的一氧化碳的濃度變化情況如圖。
4數據總結分析
塔山礦8102首采綜采放頂煤工作面開采前期工作面回風流、上隅角CO濃度值偏高，通過束管監測系統的數據分析結果，從9月底開始兩臺制氮機同時24小時運行，并加強工作面兩端頭的堵漏風工作，同時加快工作面的推進，每月不低于90米，通過采取上述綜合防火措施，保證了綜放面正?；夭善陂g的防火安全，達到了預期的效果，監測得到的CO濃度指標呈現明顯的平穩下降趨勢。
