煤礦災(zāi)變環(huán)境混合氣體測試方法與爆炸危險性判定規(guī)則

AQ/T1084—2011PAGEII國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2011-12-1實(shí)施2011-7-12發(fā)布煤礦災(zāi)變環(huán)境混合氣體測試方法與爆炸危險性判定規(guī)則Testingmethodandjudgmentstandardofexplosionhazardformixedgasesincoalminedisastercircumstance（送審稿）AQ/T1084—2011國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局2011-12-1實(shí)施2011-7-12發(fā)布煤礦災(zāi)變環(huán)境混合氣體測試方法與爆炸危險性判定規(guī)則Testingmethodandjudgmentstandardofexplosionhazardformixedgasesincoalminedisastercircumstance（送審稿）AQ/T1084—2011中華人民共和國安全生產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)AQICS73-010D09備案號：PAGE\*ROMANII煤礦災(zāi)變環(huán)境混合氣體測試方法與爆炸危險性判定規(guī)則范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了礦井災(zāi)變環(huán)境混合氣體爆炸危險性的測試災(zāi)害氣體種類、混合災(zāi)害氣體采集方法、測試方法、測試精度要求，爆炸危險性判定規(guī)則。本標(biāo)準(zhǔn)適用于煤礦井下災(zāi)變環(huán)境混合氣體的測試分析和爆炸危險性判定。規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單（不包括勘誤的內(nèi)容）或修訂版均不適用于本標(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標(biāo)準(zhǔn)。GB/T5274氣體分析校準(zhǔn)用混合氣體的制備稱量法GB/T15663.8煤礦科技術(shù)語第8部分：煤礦安全MT142煤礦井下空氣采集方法MT/T757煤礦自然發(fā)火束管監(jiān)測系統(tǒng)通用技術(shù)條件AQ/T1019煤層自然發(fā)火標(biāo)志氣體色譜分析及指標(biāo)優(yōu)選方法AQ1044礦井密閉防滅火技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義除GB/T15663.8的術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)外，補(bǔ)充以下術(shù)語和定義。3.1可爆性氣體explosivegas在適宜的條件下，能夠激烈反應(yīng)產(chǎn)生爆炸現(xiàn)象的礦井氣體，如甲烷、氫氣、一氧化碳、乙烷、乙烯、乙炔、丙烷、丙烯、丁烷等。3.2助燃性氣體combustion-supportinggas能夠支持燃燒、爆炸等化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行的氣體，這里單一指含有一定氧氣濃度的礦井空氣。3.3抑爆性氣體explosionpreventiongas不具有可爆性的惰性氣體，主要指氮?dú)夂投趸肌?.4爆炸危險性explosionhazard礦井災(zāi)變環(huán)境混合氣體發(fā)生爆炸災(zāi)害的可能程度。3.5爆炸界限explosionlimit可爆性氣體與助燃性氣體混合后具有爆炸性的礦井混合氣體的濃度上、下限。測試氣體種類、測試范圍、測試精度要求4.1氧氣（O2）測量范圍：0%~25%，測試精度：±0.1%。4.2氮?dú)猓∟2）測量范圍：0%~100%，測試精度：±0.1%。4.3二氧化碳（CO2）測量范圍：0%~20%，測試精度應(yīng)符合表1的規(guī)定。表1二氧化碳測試精度要求測量范圍測試精度0~0.5%±1×10-6＞0.5%~20%±0.1%4.4一氧化碳（CO）測量范圍：0%~100%，測試精度應(yīng)符合表2的規(guī)定。表2一氧化碳測試精度要求測量范圍測試精度（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%±10×10-6甲烷（CH4）測量范圍：0%~100%，測試精度應(yīng)符合表3的規(guī)定。表3甲烷測試精度要求測量范圍（%）測試精度0.00～1.00±0.5×10-6＞1.00～4.00±0.1%＞4.00±0.2%4.6乙烷（C2H6）測量范圍：（0~5000）×10-6，測試精度：±1×10-6。4.7丙烷（C3H8）測量范圍：（0~5000）×10-6，測試精度：±1×10-6。4.7乙烯（C2H4）測量范圍：（0~3000）×10-6，測試精度：±1×10-6。4.8丙烯（C3H6）測量范圍：（0~3000）×10-6，測試精度：±1×10-6。4.9乙炔（C2H2）測量范圍：（0~3000）×10-6，測試精度：±1×10-6。4.10氫氣（H2）測量范圍：（0~5000）×10-6，測試精度：±5×10-6。4.11硫化氫（H2S）測量范圍：（0~1000）×10-6，測試精度：±10×10-6。氣樣采集方法5.1總體原則5.1.1采樣袋應(yīng)符合MT142的規(guī)定，采樣桿應(yīng)符合MT142的規(guī)定。5.1.2采樣前采樣袋和真空采樣瓶的氣密性檢查按MT142規(guī)定執(zhí)行。5.1.3巷道采樣時，應(yīng)測量并記錄巷道采樣點(diǎn)的風(fēng)量，如無法測量風(fēng)量的情況下應(yīng)記錄風(fēng)流方向。5.1.4從井下采集的氣體試樣，應(yīng)立即送到化驗(yàn)室進(jìn)行分析，樣品放置超過12h后，試樣應(yīng)作廢處理，重新采取樣品。5.1.5采樣后需在采樣袋或采樣瓶上貼標(biāo)簽，并注明：氣體試樣編號、采集氣體試樣地點(diǎn)、采集氣體試樣日期和時間、采樣地點(diǎn)的溫度、采樣人姓名等。5.2人工手動采集氣樣法指通過人工操作，利用采樣桿、吸氣球?qū)⒋郎y地點(diǎn)的氣樣采到采樣袋或采樣瓶內(nèi)的方法。采集前，應(yīng)先對采樣袋或采樣瓶用采集氣體沖洗2-3次，確保采樣袋或采樣瓶內(nèi)的氣體完全被采集氣體置換，再正式采集氣樣。5.2.1開放災(zāi)變區(qū)域的人工手動氣體采集開放災(zāi)變區(qū)域的氣體采集主要是通過救護(hù)隊(duì)員攜帶采樣裝置到達(dá)災(zāi)區(qū)進(jìn)行取樣。在災(zāi)變區(qū)域取樣應(yīng)分別采取開放災(zāi)區(qū)的平均氣樣及災(zāi)變氣體聚積的易爆炸危險區(qū)域等特殊地點(diǎn)的氣樣。對開放災(zāi)變區(qū)域進(jìn)行平均氣樣采集時，如果災(zāi)區(qū)巷道破壞不嚴(yán)重，則采用吸氣球進(jìn)行采樣，采樣時吸氣口應(yīng)平穩(wěn)地以折返式移過整個巷道斷面，確保所采氣樣能夠代表整個斷面的氣體情況，在梯形巷道中的取氣路線可按圖1所示路線進(jìn)行。圖1巷道取氣路線示意圖當(dāng)采用上述取樣方法有困難時，可采用選點(diǎn)取樣法，然后計(jì)算加權(quán)平均值，但在爆炸危險性判定時應(yīng)取最高值進(jìn)行分析。選點(diǎn)取樣應(yīng)按如下要求：取三個氣樣，分別在巷道中部分上、中、下選點(diǎn)取樣；必要時，增加右側(cè)上、中、下，左側(cè)上、中、下等地點(diǎn)，分別取氣樣。對于災(zāi)變氣體聚積的易爆炸危險區(qū)域等特殊地點(diǎn)的氣樣采集，如果災(zāi)區(qū)巷道破壞嚴(yán)重，應(yīng)觀察災(zāi)害跡象，在靠近災(zāi)源點(diǎn)及災(zāi)源點(diǎn)下風(fēng)側(cè)采集氣樣。采樣時，可以在吸氣球的進(jìn)氣口連接一根紫銅管，采集氣樣時將其伸入到架后、棚頂、裂隙、高頂、空洞等待采樣地點(diǎn)進(jìn)行氣樣采集。5.2.2封閉災(zāi)區(qū)內(nèi)的人工手動氣樣采集封閉災(zāi)區(qū)內(nèi)的氣樣采集主要通過密閉墻上預(yù)留的觀測孔（管）進(jìn)行采樣。采樣時，首先封閉密閉墻上的所有管口，將一個帶有小孔的木塞塞入密閉墻上的觀察管內(nèi)，將吸氣球的紫銅管通過小孔伸入到密閉內(nèi)，并超過觀察管的長度，用吸氣球?qū)鈽游氩蓸哟?。在取氣體之前應(yīng)該先進(jìn)行災(zāi)區(qū)溫度測量并記錄，如圖2所示。1—金屬管；2—吸氣球；3—彈簧夾；4—采樣袋。圖2封閉災(zāi)區(qū)內(nèi)人工手動氣樣采集示意圖在上述氣樣采集過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：a)密閉采樣時，應(yīng)以密閉觀測孔中氣流流出條件下采樣為宜，即密閉處在正壓側(cè)；b)當(dāng)采集處于負(fù)壓的密閉墻鉆孔內(nèi)的氣樣時，應(yīng)按MT142的規(guī)定進(jìn)行準(zhǔn)備工作；c)如果密閉墻留有觀測孔，觀測孔帶有紫銅管及膠管可以直接利用；d)如果木塞在現(xiàn)場應(yīng)用有困難時，可采取紫銅管紗布纏繞封堵等措施；e)取樣前須清洗采樣袋或瓶2～3次，保證采樣氣體真實(shí)性。5.3束管自動采樣法5.3.1開放災(zāi)變區(qū)域的束管自動采樣利用井下或地面束管自動采樣裝置，并由人工將束管鋪設(shè)到開放災(zāi)變區(qū)域進(jìn)行氣樣采集，采樣時采樣束管的采樣路線及具體地點(diǎn)按5.2.1規(guī)定進(jìn)行。5.3.2封閉災(zāi)區(qū)內(nèi)的束管自動采樣利用井下或地面束管自動采樣裝置，并由人工將束管鋪設(shè)到密閉前，將束管連接吸氣紫銅管或直接將束管插入密閉內(nèi)進(jìn)行氣樣采集，如圖3所示。1—真空抽氣泵；2—安全瓶；3—真空壓力計(jì)；4—真空采樣瓶；5—截止閥。圖3封閉災(zāi)區(qū)內(nèi)的束管自動采樣示意圖在上述氣樣采集過程中應(yīng)注意以下事項(xiàng)：a)抽取氣樣前，應(yīng)進(jìn)行預(yù)抽，預(yù)制時間不低于取樣管一次換氣所需時間的3倍；b)真空泵的抽放負(fù)壓應(yīng)大于密閉兩端的壓差及管路阻力損失之和；c)氣體取樣束管應(yīng)滿足MT/T757的要求，取樣控制裝置應(yīng)滿足MT/T757的要求?；旌蠚怏w測試分析技術(shù)要求6.1測試儀器推薦采用氣相色譜儀作為測試儀器，對采集氣樣進(jìn)行全組分分析。但對于氧氣（O2）、氮?dú)猓∟2）、一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）等常量氣體的測試，可采用便攜式儀表進(jìn)行常規(guī)測試或?qū)嶒?yàn)室比對分析測試，但其測試精度和誤差應(yīng)滿足4.1、4.2、4.3、4.4的規(guī)定。以下按氣相色譜儀作為測試儀器進(jìn)行技術(shù)條款規(guī)定。采用氣相色譜儀作為測試儀器時，氣相色譜儀應(yīng)具有熱導(dǎo)檢測器（TCD）和氫火焰離子化檢測器（FID），能夠進(jìn)行常量和微量分析，至少可分析氧氣（O2）、氮?dú)猓∟2）、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）、氫氣（H2）。6.2載氣推薦采用氦氣及氬氣作為載氣，并且其體積分?jǐn)?shù)均不低于99.99%，測試周期內(nèi)載氣流量應(yīng)恒定，載氣流速穩(wěn)定性波動幅度應(yīng)小于設(shè)定流量的±1%。6.3標(biāo)準(zhǔn)氣分析需要的標(biāo)準(zhǔn)氣應(yīng)采用國家二級標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，或按GB/T5274的要求制備。標(biāo)準(zhǔn)氣的濃度（摩爾分?jǐn)?shù)）符合AQ/T1019的規(guī)定。6.4儀器精度6.4.1熱導(dǎo)檢測器熱導(dǎo)檢測器應(yīng)滿足：a）敏感度：S≥3000mv.ml/mg（正十六烷/異辛烷）；b）基線噪音：≤20μv；c）基線漂移：≤50μv/30min。6.4.2氫火焰離子化檢測器氫火焰離子化檢測器應(yīng)滿足：a）檢測限：≤8×10-12g/s（正十六烷/異辛烷）；b）基線噪聲：≤5×10-14A；c）基線漂移：≤2×10-13A/30min。6.4.3控溫系統(tǒng)控溫系統(tǒng)應(yīng)符合下列要求：a）控溫范圍：不小于室溫+10℃~400℃的溫度范圍；b）控溫精度：±0.1℃；c）升溫速率：0~40℃/min；d）升溫重復(fù)性：≤0.2%。6.5測試周期完成全組份氣體分析的測試周期不應(yīng)超過20min。6.6分析的精密度6.6.1重現(xiàn)性要求重現(xiàn)性指由同一操作人員采用同一臺氣相色譜儀對同一氣樣重復(fù)分析獲得的不同結(jié)果之間的差異性。如果連續(xù)兩個測定結(jié)果的差值超過了表4規(guī)定的數(shù)值，應(yīng)重新分析。6.6.2再現(xiàn)性要求再現(xiàn)性指同一氣樣由兩個實(shí)驗(yàn)室不同人員同種功能的不同氣相色譜儀分析獲得的不同結(jié)果之間的差異性。如果差值超過了表4規(guī)定的數(shù)值，兩個實(shí)驗(yàn)室都應(yīng)分別進(jìn)行重新分析。表4精密度要求使用的檢測器組份濃度范圍（摩爾分?jǐn)?shù)）重復(fù)性再現(xiàn)性熱導(dǎo)檢測器（TCD）0.5~1.0±0.04±0.071.0~5.0±0.07±0.105.0~10.0±0.08±0.12＞10.0±0.20±0.30氫火焰離子化檢測器（FID）0~50×10-6±3×10-6±7×10-650×10-6~500×10-6±10×10-6±15×10-6500×10-6~10000×10-6±40×10-6±70×10-6＞10000×10-6±100×10-6±300×10-6混合氣體爆炸危險性判定規(guī)則7.1爆炸危險性判定方法災(zāi)變環(huán)境混合氣體中包括可爆性氣體、助燃性氣體、抑爆性氣體，同一地點(diǎn)不同時間的混合氣體的爆炸危險是動態(tài)變化的，推薦采用爆炸性三角形合成法，按AQ1044中附錄B1規(guī)定執(zhí)行。如附錄B中圖B1所示，三角形LUS為動態(tài)爆炸三角形，L為下限點(diǎn)坐標(biāo)，U為上限點(diǎn)坐標(biāo)，S為臨界點(diǎn)坐標(biāo)，P為混合氣體濃度值坐標(biāo)點(diǎn)，根據(jù)P點(diǎn)所處的危險分區(qū)對煤礦災(zāi)變環(huán)境混合氣體的爆炸危險性進(jìn)行判定，并按7.2規(guī)定進(jìn)行分級。7.2爆炸危險性分級標(biāo)準(zhǔn)礦井災(zāi)變環(huán)境混合氣體爆炸危險性劃分為如下三級：a）一級為爆炸危險，即混合氣體濃度坐標(biāo)位于爆炸三角形內(nèi)部（Ⅰ區(qū)），隨時存在爆炸危險性；b）二級為潛在爆炸危險，即混合氣體濃度坐標(biāo)位于減風(fēng)危險區(qū)（Ⅱ區(qū)）或增風(fēng)危險區(qū)（Ⅲ區(qū)）內(nèi)，存在潛在爆炸危險性；c）三級為無爆炸危險，即混合氣體濃度坐標(biāo)位于安全區(qū)（Ⅳ區(qū)）內(nèi)，不存在爆炸危險性。_________________________________

附錄A （資料性附錄）數(shù)據(jù)測試記錄分析表格示例表A1混合氣體爆炸危險性測定記錄表氣樣編號：采樣時間：采樣地點(diǎn)：采樣地點(diǎn)溫度：開始分析時間分析結(jié)果O2（%）N2（%）CO（ppm）CO2（ppm）CH4（ppm）C2H6（ppm）C3H8（ppm）C2H4（ppm）C3H6（ppm）C2H2（ppm）N-C4（ppm）I-C4（ppm）H2（ppm）爆炸三角形坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)爆炸三角形示意圖：坐標(biāo)點(diǎn)橫坐標(biāo)縱坐標(biāo)上限點(diǎn)U下限點(diǎn)L臨界點(diǎn)S分析氣樣爆炸危險性等級劃分一級爆炸危險二級潛在爆炸危險三級無爆炸危險備注取樣人化驗(yàn)審核附錄B（資料性附錄）判定混合氣體爆炸危險性的爆炸三角形合成法設(shè)混合氣體中含有n種可爆炸氣體，濃度分別為（i＝1,2,…,n）；含兩種超量惰性氣體（CO2和N2），濃度分別為和；含氧氣濃度為，混合氣體爆炸三角形三頂點(diǎn)坐標(biāo)按下列各式計(jì)算：上限點(diǎn)U的坐標(biāo)：(B-1)(B-1)下限點(diǎn)L的坐標(biāo)：(B-2)(B-2)臨界點(diǎn)S的坐標(biāo)：(B-3)(B-3)式中(B-4)(B-4)（j＝1，2）至此，可在直角坐標(biāo)系種繪出混合氣體合成爆炸三角形圖。按下式計(jì)算混合氣體組成狀態(tài)點(diǎn)P的橫坐標(biāo)：(B-5)(B-5)根據(jù)，在爆炸三角形圖中繪出P點(diǎn)，根據(jù)危險性的分區(qū)即可判斷該混合氣體的爆炸危險性（見圖B-1）。B-1爆炸三角形圖P點(diǎn)位于爆炸三角形圖中的“爆炸危險區(qū)（即Ⅰ區(qū)）”時，隨時存在爆炸危險性，應(yīng)當(dāng)立即停止作業(yè)，撤退人員；P點(diǎn)位于“減風(fēng)危險區(qū)（即Ⅱ區(qū)）”時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)增加風(fēng)量；P點(diǎn)位于“增風(fēng)危險區(qū)（即Ⅲ區(qū)）”時，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減少風(fēng)量；P點(diǎn)位于“增減風(fēng)安全區(qū)（即Ⅳ區(qū)）”時，增減風(fēng)量均無危險。目次前言 ⅡTOC\f\h\t"前言、引言標(biāo)題,附錄標(biāo)識,參考文獻(xiàn)、索引標(biāo)題,章標(biāo)題,附錄章標(biāo)題"1范