礦井瓦斯的形成
礦井瓦斯的主要成分是烷烴,其中CH4占絕大多數。這些氣體是古生植物在成煤過(guò)程中,經(jīng)厭氧菌作用,植物的纖維質(zhì)分解產(chǎn)生CH4氣體 ,及煤在高溫高壓的地質(zhì)作用缺氧的狀態(tài)下,產(chǎn)生的干餾氣體。由CO、CO2、C2H2、C2H4、C2H、痕量的H2、SO2、H2S(不檢測)和礦井通風(fēng)氣 O2、N2組成。
礦井瓦斯的危險性
礦井瓦斯是一種無(wú)色、無(wú)味、無(wú)臭的氣體。它難溶于水,擴散性比空氣高。瓦斯無(wú)毒,但當濃度高時(shí),會(huì )引起窒息。當其在空氣中達到一定濃度(5%~16%),并遇高溫(650~750℃)時(shí)能引起爆炸,CO氣使人員中毒,C2H2、C2H4、C2H6氣會(huì )使煤層自燃。因此對礦井瓦斯的監控不可忽視。
礦井瓦斯的監測要求
國家要求監測成份及濃度范圍:
成份 | O2 (%) | N2 (%) | CH4 | CO(ppm) | CO2(ppm) | C2H4(ppm) | C2H6(ppm) | C2H2(ppm) |
測定范圍 | 20.9±5 | 78.10±10 | 0.1ppm~10% | 1-1000 | 1-1000 | 0.3-1 | 0.3-1 | 0.3-1 |
儀器配置
GC-8960型氣相色譜儀:雙氫焰檢測器(FID),熱導檢測器(TCD),甲烷轉化爐 ,十通閥自動(dòng)進(jìn)樣器,三信號輸出口,專(zhuān)用填充柱。
分析原理及方法
儀器采用TCD,雙FID檢測器,填充柱系統,甲烷轉化裝置,通過(guò)十通閥自動(dòng)進(jìn)樣,一次進(jìn)樣分析礦井瓦斯。O2、N2通過(guò)TCD檢測 ,其余組分經(jīng)FID檢測器檢測,由于FID對CO、CO2不響應,所以要將CO、CO2通過(guò)鎳觸酶催化和H2反應轉化成CH4后再分析。
反應式如下:
CO+3H2=CH4+H2O
CO2+4H2=CH4+2H2O
分析條件
恒溫分析
- 柱溫:60℃
- FID:140℃
- TCD:120℃
- 轉化爐:360℃
- 橋流:120A
- 流速:35ml/min
- 進(jìn)樣量:1ml
FID靈敏度根據樣品含量高低循環(huán)自動(dòng)改變
總結
儀器主要特點(diǎn):
1、 采用微機控制,全鍵盤(pán)操作,大屏幕液晶中文顯示,儀器配置熱導及雙氫火焰檢測器,甲烷轉化爐、四路并聯(lián),十通閥自動(dòng)進(jìn)樣,專(zhuān)用色譜柱,三信號輸出口。
2、 可配備電子捕獲檢測器測定示蹤氣體SF6,火焰光度檢測器測定H2S、SO2等氣體。
3、 色譜柱采用專(zhuān)用填充柱,安裝有三根預切柱裝置,有效防止三根分析柱被污染,確保整套儀器長(cháng)期不間斷工作。
4、 可配多通道礦井氣體自動(dòng)取樣裝置,每個(gè)通道氣路獨立,互不干擾,死體積小,取樣代表性好。
5、 操作全自動(dòng)化:儀器由微機自動(dòng)控制, 十通閥自動(dòng)/手動(dòng)轉換功能:手動(dòng)(球膽取樣)和自動(dòng)進(jìn)樣可任意選擇。
6、 分析速度快: 4-8分鐘內,一次進(jìn)樣完成對礦井瓦斯爆炸氣體常量 (O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2)的分析。
7、 因礦井氣中甲烷含量的不同,對CO2、C2H4、C2H6,、C2H2 微量組分,根據出峰自動(dòng)改變靈敏度檢測。
8、 自燃發(fā)火標志氣體最小檢測濃度 CO、C2H2≤0.5ppm ,C2H4 ≤0.1ppm。