AQT10842011煤矿灾变环境混合气体测试方法与爆炸危险性判定规则

ICS73-010D09备案号：AQ中华人民共和国安全生产行业标准AQ/T1084—2011煤矿灾变环境混合气体测试方法与爆炸危险性判定规则Testingmethodandjudgmentstandardofexplosionhazardformixedgasesincoalminedisastercircumstance（送审稿）2011-7-12发布2011-12-1实施国家安全生产监督管理总局AQ/T1084—2011I目次前言.................................................................................Ⅱ1范围................................................................................12规范性引用文件......................................................................13术语和定义..........................................................................14测试气体种类、测试范围、测试精度要求................................................25气样采集方法........................................................................36混合气体测试分析技术要求............................................................57混合气体爆炸危险性判定规则..........................................................7附录A（资料性附录）数据测试记录分析表格示例...........................................8附录B（资料性附录）判定混合气体爆炸危险性的爆炸三角形合成法...........................9AQ/T1084—2011II前言本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准由国家安全生产监督管理总局提出。本标准由全国安全生产标准化技术委员会煤矿安全分技术委员会（TC288/SC1）归口。本标准起草单位：煤炭科学研究总院沈阳研究院。本标准主要起草人：梁运涛、罗海珠、贺明新。AQ/T1084—20111煤矿灾变环境混合气体测试方法与爆炸危险性判定规则1范围本标准规定了矿井灾变环境混合气体爆炸危险性的测试灾害气体种类、混合灾害气体采集方法、测试方法、测试精度要求，爆炸危险性判定规则。本标准适用于煤矿井下灾变环境混合气体的测试分析和爆炸危险性判定。2规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。GB/T5274气体分析校准用混合气体的制备称量法GB/T15663.8煤矿科技术语第8部分：煤矿安全MT142煤矿井下空气采集方法MT/T757煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件AQ/T1019煤层自然发火标志气体色谱分析及指标优选方法AQ1044矿井密闭防灭火技术规范3术语和定义除GB/T15663.8的术语和定义适用于本标准外，补充以下术语和定义。3.1可爆性气体explosivegas在适宜的条件下，能够激烈反应产生爆炸现象的矿井气体，如甲烷、氢气、一氧化碳、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷等。3.2助燃性气体combustion-supportinggas能够支持燃烧、爆炸等化学反应进行的气体，这里单一指含有一定氧气浓度的矿井空气。3.3抑爆性气体explosionpreventiongas不具有可爆性的惰性气体，主要指氮气和二氧化碳。3.4爆炸危险性explosionhazard矿井灾变环境混合气体发生爆炸灾害的可能程度。3.5爆炸界限explosionlimitAQ/T1084—20112可爆性气体与助燃性气体混合后具有爆炸性的矿井混合气体的浓度上、下限。4测试气体种类、测试范围、测试精度要求4.1氧气（O2）测量范围：0%~25%，测试精度：±0.1%。4.2氮气（N2）测量范围：0%~100%，测试精度：±0.1%。4.3二氧化碳（CO2）测量范围：0%~20%，测试精度应符合表1的规定。表1二氧化碳测试精度要求测量范围测试精度0~0.5%±1×10-6＞0.5%~20%±0.1%4.4一氧化碳（CO）测量范围：0%~100%，测试精度应符合表2的规定。表2一氧化碳测试精度要求测量范围测试精度（10-6）(0~100)×10-6±0.5×10-6(＞100~999)×10-6±2×10-6(＞1000~10000)×10-6±5×10-6＞0.1%±10×10-64.5甲烷（CH4）测量范围：0%~100%，测试精度应符合表3的规定。表3甲烷测试精度要求测量范围（%）测试精度0.00～1.00±0.5×10-6＞1.00～4.00±0.1%＞4.00±0.2%4.6乙烷（C2H6）测量范围：（0~5000）×10-6，测试精度：±1×10-6。4.7丙烷（C3H8）测量范围：（0~5000）×10-6，测试精度：±1×10-6。4.7乙烯（C2H4）测量范围：（0~3000）×10-6，测试精度：±1×10-6。4.8丙烯（C3H6）测量范围：（0~3000）×10-6，测试精度：±1×10-6。4.9乙炔（C2H2）测量范围：（0~3000）×10-6，测试精度：±1×10-6。AQ/T1084—201134.10氢气（H2）测量范围：（0~5000）×10-6，测试精度：±5×10-6。4.11硫化氢（H2S）测量范围：（0~1000）×10-6，测试精度：±10×10-6。5气样采集方法5.1总体原则5.1.1采样袋应符合MT142的规定，采样杆应符合MT142的规定。5.1.2采样前采样袋和真空采样瓶的气密性检查按MT142规定执行。5.1.3巷道采样时，应测量并记录巷道采样点的风量，如无法测量风量的情况下应记录风流方向。5.1.4从井下采集的气体试样，应立即送到化验室进行分析，样品放置超过12h后，试样应作废处理，重新采取样品。5.1.5采样后需在采样袋或采样瓶上贴标签，并注明：气体试样编号、采集气体试样地点、采集气体试样日期和时间、采样地点的温度、采样人姓名等。5.2人工手动采集气样法指通过人工操作，利用采样杆、吸气球将待测地点的气样采到采样袋或采样瓶内的方法。采集前，应先对采样袋或采样瓶用采集气体冲洗2-3次，确保采样袋或采样瓶内的气体完全被采集气体置换，再正式采集气样。5.2.1开放灾变区域的人工手动气体采集开放灾变区域的气体采集主要是通过救护队员携带采样装置到达灾区进行取样。在灾变区域取样应分别采取开放灾区的平均气样及灾变气体聚积的易爆炸危险区域等特殊地点的气样。对开放灾变区域进行平均气样采集时，如果灾区巷道破坏不严重，则采用吸气球进行采样，采样时吸气口应平稳地以折返式移过整个巷道断面，确保所采气样能够代表整个断面的气体情况，在梯形巷道中的取气路线可按图1所示路线进行。图1巷道取气路线示意图AQ/T1084—20114当采用上述取样方法有困难时，可采用选点取样法，然后计算加权平均值，但在爆炸危险性判定时应取最高值进行分析。选点取样应按如下要求：a)取三个气样，分别在巷道中部分上、中、下选点取样；b)必要时，增加右侧上、中、下，左侧上、中、下等地点，分别取气样。对于灾变气体聚积的易爆炸危险区域等特殊地点的气样采集，如果灾区巷道破坏严重，应观察灾害迹象，在靠近灾源点及灾源点下风侧采集气样。采样时，可以在吸气球的进气口连接一根紫铜管，采集气样时将其伸入到架后、棚顶、裂隙、高顶、空洞等待采样地点进行气样采集。5.2.2封闭灾区内的人工手动气样采集封闭灾区内的气样采集主要通过密闭墙上预留的观测孔（管）进行采样。采样时，首先封闭密闭墙上的所有管口，将一个带有小孔的木塞塞入密闭墙上的观察管内，将吸气球的紫铜管通过小孔伸入到密闭内，并超过观察管的长度，用吸气球将气样吸入采样袋中。在取气体之前应该先进行灾区温度测量并记录，如图2所示。1—金属管；2—吸气球；3—弹簧夹；4—采样袋。图2封闭灾区内人工手动气样采集示意图在上述气样采集过程中应注意以下事项：a)密闭采样时，应以密闭观测孔中气流流出条件下采样为宜，即密闭处在正压侧；b)当采集处于负压的密闭墙钻孔内的气样时，应按MT142的规定进行准备工作；c)如果密闭墙留有观测孔，观测孔带有紫铜管及胶管可以直接利用；d)如果木塞在现场应用有困难时，可采取紫铜管纱布缠绕封堵等措施；e)取样前须清洗采样袋或瓶2～3次，保证采样气体真实性。5.3束管自动采样法5.3.1开放灾变区域的束管自动采样AQ/T1084—20115利用井下或地面束管自动采样装置，并由人工将束管铺设到开放灾变区域进行气样采集，采样时采样束管的采样路线及具体地点按5.2.1规定进行。5.3.2封闭灾区内的束管自动采样利用井下或地面束管自动采样装置，并由人工将束管铺设到密闭前，将束管连接吸气紫铜管或直接将束管插入密闭内进行气样采集，如图3所示。1—真空抽气泵；2—安全瓶；3—真空压力计；4—真空采样瓶；5—截止阀。图3封闭灾区内的束管自动采样示意图在上述气样采集过程中应注意以下事项：a)抽取气样前，应进行预抽，预制时间不低于取样管一次换气所需时间的3倍；b)真空泵的抽放负压应大于密闭两端的压差及管路阻力损失之和；c)气体取样束管应满足MT/T757的要求，取样控制装置应满足MT/T757的要求。6混合气体测试分析技术要求6.1测试仪器推荐采用气相色谱仪作为测试仪器，对采集气样进行全组分分析。但对于氧气（O2）、氮气（N2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等常量气体的测试，可采用便携式仪表进行常规测试或实验室比对分析测试，但其测试精度和误差应满足4.1、4.2、4.3、4.4的规定。以下按气相色谱仪作为测试仪器进行技术条款规定。采用气相色谱仪作为测试仪器时，气相色谱仪应具有热导检测器（TCD）和氢火焰离子化检测器（FID），能够进行常量和微量分析，至少可分析氧气（O2）、氮气（N2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）、乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、乙炔（C2H2）、氢气（H2）。6.2载气推荐采用氦气及氩气作为载气，并且其体积分数均不低于99.99%，测试周期内载气流量应恒定，载气流速稳定性波动幅度应小于设定流量的±1%。6.3标准气AQ/T1084—20116分析需要的标准气应采用国家二级标准物质，或按GB/T5274的要求制备。标准气的浓度（摩尔分数）符合AQ/T1019的规定。6.4仪器精度6.4.1热导检测器热导检测器应满足：a）敏感度：S≥3000mv.ml/mg（正十六烷/异辛烷）；b）基线噪音：≤20μv；c）基线漂移：≤50μv/30min。6.4.2氢火焰离子化检测器氢火焰离子化检测器应满足：a）检测限：≤8×10-12g/s（正十六烷/异辛烷）；b）基线噪声：≤5×10-14A；c）基线漂移：≤2×10-13A/30min。6.4.3控温系统控温系统应符合下列要求：a）控温范围：不小于室温+10℃~400℃的温度范围；b）控温精度：±0.1℃；c）升温速率：0~40℃/min；d）升温重复性：≤0.2%。6.5测试周期完成全组份气体分析的测试周期不应超过20min。6.6分析的精密度6.6.1重现性要