煤礦自然發火束管監測係統通用技術條件
前 言
本標準是在現有企業標準《ASZ—Ⅱ型礦井火災預報監測係統技術條件》(1989年)、《采空區自然發火六參數實時預報係統(KJF型煤礦安全監測係統)KJFT地麵通訊接口裝置技術條件、KJF15型監測分站技術條件、SZ型束管取樣控製裝置技術條件》(1995年)、《KGJ7型甲烷傳感器技術條件》《KGA2型一氧化碳傳感器技術條件》(1995年)、《KGQ11型二氧化碳傳感器技術條件》(1995年)、《KGQ2型氧氣傳感器技術條件》(1995年)、《KGQ1型乙烯傳感器技術條件》(1995年)等標準基礎上參照了有關國家標準和行業標準而製定。
煤礦自然發火束管監測係統按氣體監測地點可分為地麵監測型和井下監測型。地麵監測型係統為監測點氣體通過束管取樣到地麵03manbetx 並監測自然發火的係統；井下監測型為監測點氣體通過束管取樣到附近井下峒室03manbetx 、監測後將數據傳輸到地麵進行集中監視自然發火的係統。本標準適用於上述兩種型式的煤礦自然發火束管監測係統。
本標準由煤炭工業部科技教育司提出。
本標準起草單位：煤炭科學研究總院撫順分院。
本標準主要起草人：尹芳雄、杜鴻。
本標準委托煤炭科學研究總院撫順分院負責解釋。
1 範圍
本標準規定了煤礦自然發火束管監測係統分類、基本技術要求、試驗方法和檢驗規則等。
本標準適用於通過束管取樣采樣測定礦井采空區、密閉區以及巷道空氣中氣體濃度並根據氣體變化趨勢而判斷自然發火程度的煤礦自然發火束管監測係統(以下簡稱係統)。
2 引用標準
下列標準包含的條文，通過在本標準中引用而構成為本標準的條文。本標準出版時，所示版本均為有效。所有標準都會被修訂，使用本標準的各方應探討使用下列標準最新版本的可能性。
GB 191—90 包裝儲運圖示標誌
GB／T 2423．1—89 電工電子產品基本環境試驗01manbetx 試驗A：低溫試驗方法
GB／T 2423．2—89 電工電子產品基本環境試驗01manbetx 試驗B：高溫試驗方法
GB／T 2423．4—93 電工電子產品基本環境試驗01manbetx 試驗Db：交變濕熱試驗方法
GB／T 2423．5—1995 電工電子產品基本環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Ea和導則：衝擊
GB／T 2423．10一1995 電工電子產品基本環境試驗 第2部分：試驗方法 試驗Fc和導則：振動(正弦)
GB 3836．1—83 爆炸性環境用防爆電氣設備 通用要求
GB 3836．2—83 爆炸性環境用防爆電氣設備 隔爆型電氣設備“d”
GB 3836．3—83 爆炸性環境用防爆電氣設備 增安型電氣設備“e”
GB 3836．4—83 爆炸性環境用防爆電氣設備 本質安全型電路和電氣設備“i”
GB 4208—93 外殼防護等級(IP代碼)
GB／T 6388—86 運輸包裝收發貨標誌
GB／T 10111—88 利用隨機數骰子進行隨機抽樣的方法
GB／* 11166—89 熱磁式氧03manbetx 器技術條件
MT 210—90 煤礦通信、檢測、控製用電工電子產品基本試驗方法
MT 382—1995 礦用煙霧傳感器通用技術條件
MT／T 408—1995 煤礦用直流穩壓電源
MT 443—1995 煤礦井下環境監測用傳感器通用技術條件
MT 444—1995 煤礦用低濃度載體催化式甲烷傳感器技術條件
MT 445—1995 煤礦用高濃度熱導式甲烷傳感器技術條件
MT 446—1995 煤礦用電化學式一氧化碳傳感器技術條件
MT 447—1995 煤礦用電化學式氧氣傳感器技術條件
ZB N52 003—88 紅外線氣體03manbetx 器技術條件
ZB Y324—85 紅外線氣體分析器試驗方法
3 分類與組成
係統按設置取樣控製裝置、氣體分析裝置和數據處理裝置的地點可分為：
——地麵監測型；
——井下監測型。
a)地麵監測型係統由以下部分組成：
井下
——束管管纜；
井上
——地麵取樣控製裝置；
——氣體分析裝置；
——數據處理裝置。
b)井下監測型係統由以下部分組成，
井下
——束管管纜，
——取樣控製裝置；
——氣體監測裝置；
——井下分站；
——數據傳輸裝置；
井上
——地麵中心站。
4 技術要求
4．1 總體要求
4．1．1 工作環境條件：
——溫度0～40℃；
——相對濕度為
井下：≤95％(+25℃)；
井上室內：≤90％(+25℃)；
——周圍無腐蝕性氣體；
——無顯著震動、衝擊的場合；
——大氣壓力為80～106kPa。
4．1．2 貯存溫度範圍為－40～60℃。
4．1．3 係統氣體測定範圍(體積濃度)與測定原理：
a)甲烷
低濃度：0～4％，井下主要采用載體催化燃燒原理，井上主要采用紅外吸收原理。
高濃度；0～100％；井下主要采用熱導原理，井上主要采用紅外吸收原理。
b)一氧化碳
0～100×10—6；井下主要采用電化學原理，井上主要采用紅外吸收原理。
c)二氧化碳
0～5％；井下主要采用電化學原理，井上主要采用紅外吸收原理。
d)氧氣
o～25％；井下主要采用電化學原理，井上主要采用熱磁原理。
e)乙烯
0～20×10—6；井下主要采用電化學原理。
除上述測定原理外也可采用其他原理。
4．2 一般要求
4．2．1 井下監測型係統中的傳感器、分站、傳輸部分應采用本質安全型或隔爆兼本質安全型結構，應符合GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4的有關規定。
4．2．2 井下監測型係統中取樣控製裝置應采用隔爆兼本安全型結構，應符合GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4的有關規定。
4．2．3 係統各部件表麵不應有明顯的劃痕；外殼表麵塗鍍層應牢固，不應有鏽蝕和變形。
4．2．4 係統各組成部分應保證調試、維護和安裝方便與可靠。
4．2．5 使用於井下的係統各組成部分外殼防護性能應符合GB 4208中IP 54的規定。
4．2．6 使用於井下的係統各組成部分應采用不鏽材料或進行防鏽處理。
4．2．7 係統中所有管件及連接件、接插件或緊固件連接應牢固、可靠。
4．2．8 係統中所有觀察窗玻璃的透光應良好，無油垢、擦痕等缺陷。
4．2．9 係統中的按鈕應靈活可靠，指示燈和顯示裝置應清晰。
4．3 氣體傳感器或氣體分析器
4．3．1 係統氣體濃度測定基本誤差
4．3．1．1 甲烷濃度測定誤差
低濃度時應符合MT 444中4．3．1的規定；高濃度時應符合MT 445中3．1．3的規定。
4．3．1．2 一氧化碳濃度測定誤差
應符合MT 446中4．3．1的規定。
4．3．1．3 二氧化碳濃度測定誤差
為±5％F．S。
4．3．1．4 氧氣濃度測定誤差
應符合MT 447中3．13的規定。
4．3．1．5 乙烯濃度的測定誤差
應符合表1的規定。
4．3．1．6 其他氣體濃度的測定誤差
應符合相應產品標準的規定。
4．3．2 工作穩定性
井下用氣體傳感器在工作穩定性試驗期間其零位漂移量及量程漂移量應不超過4．3．1規定的基本誤差。
4．3．3 響應時間
井下用氣體傳感器示值達到氣樣的穩定示值90％的時間應不超過60s。
4．3．4 井下用傳感器工作電壓
用於井下的氣體傳感器的電源應符合MT／T 408的規定。
4．3．5 井下用傳感器輸出信號製
用於井下的氣體傳感器輸出信號製應符合MT 443中4．2．5的規定。
4．3．6 環境適應能力
4．3．6．1 井下用氣體傳感器在工作溫度範圍內的誤差，應符合4．2．3要求；使用電化學電池作為敏感元件的產品在每變化10℃時引起的附加誤差應符合4．3．1的規定。
4．3．6．2 井下用氣體傳感器經非工作狀態下的高溫、低溫貯存和運輸環境溫度試驗後，應符合4．3．1的規定。
4．3．6．3 用於井下的氣體傳感器經衝擊試驗後，應符合4．3．1的規定。
4．3．6．4 用於井下的氣體傳感器經振動試驗後，應符合4．3．1的規定。
4．3．6．5 用於井下的氣體傳感器經非工作狀態下的交變濕熱試驗後，應符合下列規定：
a)帶電回路與外殼之間的絕緣電阻應不小於1MΩ；
b)帶電回路與外殼之間應承受頻率為50Hz、電壓為500V，1min的耐壓試驗；
c)應符合4．3．1的規定。
4．4 氣體取樣管路
4．4．1 抽取氣樣的聚乙烯塑料管內徑應不小於8mm。
4．4．2 對井下監測型係統可達到的最大取樣距離應不小於2．0km。
4．4．3 取樣管之間的聯接應做到阻力小、密封好。
4．4．4 在井下取樣點空氣入口處和在傳感器或分析器氣樣入口處應設有粉塵過濾器。
4．4．5 在取樣控製裝置入口處應設有火焰消焰器。
4．4．6 在井下取樣的管路中應能及時有效地排除管路中的冷凝水，宜在管路中設貯水器。
4．5 取樣控製裝置
4．5．1 多點集中監測中使用的自動巡回采樣裝置每路運行最短時間為2min，最長時間20min。
4．5．2 控製裝置中的抽氣泵應能保證長時連續工作。並應設備用抽氣泵。
4．5．3 控製裝置中的取樣泵應能保證長時連續工作。並應設備用取樣泵。
4．5．4 正常取樣時的負壓應不大於0．04MPa。
4．5．5 用於井下的取樣控製裝置的供電電壓為AC 660，380，127 V；經電壓波動試驗後，應符合4．5．1～4．5．4規定。
4．5．6 用於井下的取樣控製裝置在工作狀態下高溫、低溫環境溫度試驗時，應符合4．5．1～4．5．4規定。
4．5．7 用於井下的取樣控製裝置經非工作狀態下的高溫、低溫貯存運輸環境溫度試驗後，應符合4．5．1～4．5．4規定。
4．5．8 用於井下的取樣控製裝置經衝擊試驗後，應符合4．5．1～4．5．4規定。
4．5．9 用於井下的取樣控製裝置經振動試驗後，應符合4．5．1～4．5．4規定。
4．5．10 用於井下的取樣控製裝置經非工作狀態下交變濕熱試驗後，應符合下列規定。
a)電氣絕緣電阻應不低於20MΩ；
b)能承受頻率為50Hz、電壓為2 500V，1 min的耐壓試驗；
c)應符合4．5．1～4．5．4規定。
4．6 井下監測分站與信號傳輸裝置
4．6．1 主要功能
4．6．1．1 分站按照係統中心站送來的測點配置表，自動循環采集各傳感器的信息。
4．6．1．2 分站能自動控製取樣電控箱中各路取樣泵電磁閥的轉換與抽氣泵的轉換。
4．6．1．3 分站的每個輸入端可以輸入開關量或模擬量。
4．6．2 分站容量
輸入8路開關量或模擬量，控製輸出16路本安輸出，容量為DC 5V，50mA。
4．6．3 分站與中心站地麵接口距離與參數
分站與中心站向最大傳輸距離為10km，傳輸線分布參數為：
——分布電容：≤0．1μF／km，
——分布電感：≤0．5mH／km。
4．6．4 分站與傳感器間距離
分站與傳感器間最大距離為10m。
4．6．5 分站與井下束管取樣控製箱之間距離
分站與井下束管取樣控製箱之間最大距離為5m。
4．6．6 分站采集精度
分站對模擬量采集精度為量程的1％。
4．6．7 傳輸方式和速率
分站與中心站間雙工傳輸信息采用時分製基帶傳輸方式。傳輸速率應符合MT 443中的規定。
4．6．8 分站在工作狀態下高溫、低溫環境溫度試驗時，應符合4．6．1的規定。
4．6．9 分站經非工作狀態下的高溫、低溫貯存運輸環境溫度試驗後，應符合4．6．1的規定。
4．6．10 分站經衝擊試驗後，應符合4．6．1的規定。
4．6．11 分站經振動試驗後，應符合4．6．1的規定。
4．6．12 分站經非工作狀態下交變濕熱試驗後，應符合下列規定。
a)電氣絕緣電阻應不低於20MΩ；
b)能承受頻率為50Hz，電壓為2 500V的耐壓試驗；
c)應符合4．6．1的規定。
4．7 地麵中心站
4．7．1 中心站應具備數據發送、接收的功能。
4．7．2 中心站應具備數碼檢驗、信道檢測、誤碼重發及初始化分站等功能。
4．7．3 中心站應具備誤碼率統計功能。
4．7．4 中心站應具備模擬量的分平均值、小時平均值、日、月值計算功能。
4．7．5 中心站應具備數據貯存功能：
a)實時數據按每分鍾平均值、最大值、最小值貯存1 h；
b)曆史數據按小時平均值、最大值、最小值貯存時間應不少於30d。
4．7．6 中心站應具備以下顯示功能：
a)分站檢索顯示，各分站的測試時間、通道、地點、傳感器測定參數和測定值等全部信息；
b)傳感器分類信息顯示；
c)圖形顯示：按時間間隔表明安全性的柱狀圖，將日趨勢曲線、月趨勢曲線以最大值或最小值表示；在表明傳感器與分站位置、參數數據等信息的巷道布置示意圖上顯示報警信息及報警期間最大值和平均值。
4．7．7 中心站應具備監測數據報表的打印功能和趨勢圖和柱狀圖屏幕拷貝的打印功能。
4．7．8 地麵中心站通信接口發射信號
發射端接有安全柵，發射到井下分站的驅動電平應不超過15V。
5 試驗方法
5．1 4．2．3、4．2．4、4．2．6、4．2．7、4．2．8、4．2．9采用感官與操作檢查法。
5．2 4．2．5按GB 4208中5和6的規定進行。
5．3 基本誤差測定：
5．3．1 甲烷濃度基本誤差測定：
a)井下使用的甲烷傳感器，對0～4％CH4量程，按MT 444中5．2規定的方法進行；對0～100％CH4量程，按MT 445—1995中4．3規定的方法進行。
b)井上使用的紅外線甲烷分析儀器按ZB Y 324中4．2規定的方法進行。
5．3．2 一氧化碳濃度基本誤差測定：
a)井下使用的一氧化碳傳感器應按MT 446中的5．2規定的方法進行。
b)井上使用的紅外線一氧化碳分析器按ZB Y 324中4．2規定的方法進行。
5．3．3 二氧化碳濃度基本誤差測定：
a)井下使用的二氧化碳傳感器先通電12h後，用濃度為0．5％、1．5％、2．5％、4．5％的標準氣樣；以200～300mL／min流量通氣3min，由低濃度到高濃度依次通入傳感器，每種氣樣通入3次，記錄指示和輸出電流，取3次算術平均值，並分別計算指示值、輸出信號值同標準氣樣的差值，取絕對值大者為基本誤差。每次通氣測試結束後，用清潔空氣清洗，待零點穩定後進行下一次試驗。環境條件應符合MT 210中4．1的規定。
b)井上使用的紅外線二氧化碳分析器按ZB Y 324中4．2規定的方法進行。
5．3．4 氧氣濃度基本誤差測定：
井下使用的氧氣傳感器按MT 447中4．2和4．3規定的方法進行。
5．3．5 乙烯濃度基本誤差測定：
井下使用的乙烯傳感器用濃度為5×10-6、10×10-6、15×10-6的標準氣樣。測試方法和數據處理方法按5．4．3a)規定的方法進行。環境條件應符合MT 210中4．1的規定。
5．4 穩定性試驗
5．4．1 甲烷濃度的測定穩定性
a)井下使用的甲烷傳感器，對0～4％CH4量程，按MT 444中5．3規定的方法進行；對0～100％CH4量程，按MT 445中4．5規定的方法進行。
b)井上使用的紅外線甲烷分析器按ZB Y 324中5．10規定的方法進行。
5．4．2 一氧化碳濃度的測定穩定性
a)井下使用的一氧化碳傳感器按MT 446中5．3規定的方法進行。
b)井上使用的紅外線一氧化碳分析器按ZB Y 324中5．10規定的方法進行。
5．4．3 二氧化碳濃度的測定穩定性
a)井下使用的二氧化碳傳感器的零點漂移與量程漂移的試驗和計算方法按5．5．2a)規定的方法進行，試驗用標準氣樣為2％CO2。環境條件應符合MT 210中4．1規定。
b)井上使用的紅外線二氧化碳分析器按ZB Y 324中5．10規定的方法進行。
5．4．4 氧氣濃度的測定穩定性
a)井下使用的氧氣傳感器按MT 447中4．5規定的方法進行；
b)井上使用的熱磁式氧分析器按GB／* 11166中4．6規定的方法進行。
5．4．5 乙烯濃度的測定穩定性
井下使用的乙烯傳感器的零點漂移與量程漂移的試驗和計算方法按5．5．2的規定進行，試驗用標準氣樣為8×10-6C2H4。環境條件應符合MT 210中4．1的規定。
5．5 響應時間測定；
對井下使用的氣體傳感器，先通電2h待穩定後調校好，通入零點氣體待穩定後立即通入濃度為量程80％以上的氣樣，記錄傳感器指示值達到90％穩定值所需時間。重複測量3次，取其算術平均值。
5．6 溫度試驗：
5．6．1 對井下使用的甲烷傳感器按MT 443中5．8規定的方法進行。
5．6．2 對井下使用的一氧化碳、二氧化碳、氧氣和乙烯傳感器按MT 446中5．4規定的方法進行。
5．7 非工作狀態下高溫、低溫貯存和運輸環境溫度試驗：
5．7．1 低溫貯存試驗
按GB／T 2423．1中試驗Ab方法進行。在溫度為－40±3℃(電化學式氣體傳感器為－10±3℃)條件下，持續16h。傳感器非包裝，不通電，不進行中間檢測。試驗後，在室溫中恢複4h。
5．7．2 高溫貯存試驗
按GB／T 2423．2中試驗Bb方法進行。在溫度為60±2℃(電化學式氣體傳感器為45±2℃)條件下，持續16h。傳感器非包裝，不通電，不進行中間檢測。試驗後，在室溫中恢複4h。
5．8 衝擊試驗：
按GB／T 2423．5方法進行。嚴酷等級：峰值加速度為500m／s2，脈衝持續時間為11±1ms，3個軸線每個方向連續衝擊3次(共18次)；不包裝，不通電，不進行中間檢測。
5．9 振動試驗：
按GB／T 2423．10方法進行。嚴酷等級：掃頻頻率範圍為10～150Hz，加速度幅值為50m／s2，掃頻循環次數為5次。
5．10 交變濕熱試驗：
按GB／T 2423．4方法進行。最高溫度為40±2℃，持續時間12d。試驗後恢複2h。
5．11 其他試驗：
a)4．3．4、4．3．5、4．4．1、4．4．2、4．5．1、4．5．4、4．5．5、4．6．2、4．6．5、4．6．6～4．6．8采用實際操作與測試相結合的方法；
b)4．4．3～4．4．6采用感官檢查方法；
c)4．5．2、4．5．3、4．6．1、4．7．1～4．7．8是在成套聯機通電的條件下采用實際操作與感官檢查相結合的方法。
5．12 4．6．3分布參數的計算方法應按MT 382附錄A電纜仿真電路的要求進行。
6 檢驗規則
6．1 鑒定檢驗
6．1．1 檢驗實施
由國家指定的質量監督檢驗部門及製造廠質量檢驗部門進行。
6．1．2 檢驗項目
按表2規定的項目進行。
6．1．3 抽樣方法
按GB／T 10111的規定，從出廠合格的產品中抽取，抽樣數量應不少於2套，抽樣基數不少於3套。
6．1．4 檢驗規則
a)表2中出廠合格檢驗的項目，每套均需進行；
b)4．2．1、4．2．2應按GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836。4及其他有關規定；
c)表中的其他項目，在出廠檢驗項目合格的產品中抽取1套進行。
6．1．5 判定規則
a)4．2．1、4．2．3的檢驗結果，按GB 3836．1、GB 3836．2、GB 3836．3和GB 3836．4及其他有關規定，
b)其他項目的檢驗結果應符合產品標準的要求；
c)鑒定檢驗中隻要有一項不合格，則判定該檢驗不合格。
6．2 出廠檢驗
6．2．1 檢驗實施
由製造廠質量檢驗部門負責進行。
6．2．2 檢驗項目
按表2規定項目進行。
6．2．3 檢驗規則
出廠檢驗中隻要有一項不合格，必須查明原因，消除弊病，對產品進行修改，並重新進行檢驗。
6．3 型式檢驗
6．3．1 檢驗周期
在下列情況下進行型式檢驗：
a)正式生產後，如結構、材料、工藝有較大改變，可能影響產品性能時；
b)正式生產的產品每5年1次；
c)停產2年以上再次恢複生產時；
d)出廠檢驗結果與上次型式檢驗有較大差異時；
e)產品轉廠時；
f)國家質量監督機構提出檢驗要求時。
6．3．2 檢驗實施
由國家指定的質量檢驗部門進行。
6．3．3 檢驗項目
按表2的規定的項目進行。
6．3．4 檢驗規則
6．3．4．1 應從出廠檢驗合格的產品中抽取1～2套進行試驗。
6．3．4．2 試驗中若有某項不合格，則應取加倍數量對該項目進行複試，若仍有一台不合格，則型式檢驗不合格，必須對產品或個別零部件停止生產，在消除缺陷並檢驗合格後才能繼續生產。
7 標誌、包裝
7．1 標誌
7．1．1 傳感器標誌應符合MT 443中的有關要求。
7．7．2 在井下用取樣控製裝置、井下分站的外殼明顯處應設有“Ex”和“MA”標誌。
7．1．3 在井下用取樣控製裝置、井下分站的名牌上應有下列內容：
——產品型號、名稱；
——防爆標誌，應符合GB 3836．1中30規定；
——防爆檢驗合格證編號；
——煤礦安全儀表檢驗合格證編號(可用“MYJ”代表)；
——煤礦安全標誌編號；
——計量器具許可證編號；
——關聯設備型號；
——主要測量參數和電氣參數。
7．1．4 包裝箱上的標誌應符合：
——發貨標誌應符合GB／T 6388的規定；
——作業標誌應符合GB 191的規定。
7．2 包裝
7．2．1 包裝應采用複合防護包裝類型，具有防雨、防潮能力。
7．2．2 包裝箱內應有下列文件：
——產品合格證；
——產品使用說明書(應包括電氣原理圖和印製電路板圖)；
——裝箱單。
