矿井瓦斯是井下有害气体的总称。这些气体中的主要成分是沼气，通常所谓矿井瓦斯，就是指沼气，是古代植物在成煤过程中，经厌氧菌作用，植物的纤维质分解产生CH4气体 ，及煤在高温、高压的地质作用缺氧的状态下，产生一定的干馏气体。如：CO、CO₂、C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆。痕量的H₂、SO₂、H₂S（不检测）和矿井通风气 O₂、N₂组成。

二、矿井气的危险性

矿井瓦斯是一种无色、无味、无臭的气体。它难溶于水，扩散性比空气高。瓦斯无毒，但当浓度高时，会引起窒息。当其在空气中具有一定浓度（5％～16％），并遇到高温（650～750℃）时能引起爆炸，CO气使人员中毒，C₂H₂、C₂H₄、C₂H₆气会使煤层自燃。对安全生产威胁很大， 对矿井瓦斯的监控绝对是不可忽视。

三、矿井气的监测要求

国家要求监测成份及浓度范围

四、仪器配置

气相色谱仪：GC-6890A.主机＋双FID放大器＋TCD检测器

双转化炉、十通阀自动进样器、六通阀自动切换、三信号输出口及专用填充柱

五、分析原理及方法

仪器采用TCD,双FID检测器，填充柱系统，甲烷转化装置，通过十通阀自动进样六通阀自动切换，实现一次进样对矿井瓦斯进行全分析。对O₂、 N₂用TCD检测器进行检测，由于FID对CO、CO₂不响应，所以要将CO、CO₂在高温、镍触酶催化下和H2反应转化成CH4，反应式如下：

CO＋3H₂＝CH₄＋H₂O        CO₂＋4H₂＝CH₄＋2H₂O

其中CO、CH₄在FIDⅠ检测器

CO₂、C₂H₄ 、C₂H₆ 、C₂H₂在FIDⅡ检测，对仪器进行改造，FID出二张谱图，TCD出一张谱图。

六、分析条件

恒温分析：

柱温：60℃FID：140℃TCD：120℃

转化炉：360℃桥流：120A流速：35ml/min

进样量：1mlFID灵敏度根据样品含量高低循环自动改变

七、分析谱图

分析谱图 如下：

TCD

FIDⅠ

FIDⅡ

八.仪器技术指标

温度控制：

柱室：室温～400℃

转化：室温～400℃

FID检测器 ：室温～400℃

TCD检测器：室温～400℃

工作电压：AC 220±10% 50HZ

工作电流：15A

消耗功率：2500W

热导检测器灵敏度≥5000mv•ml/mg，氢焰检测器检出限≤1.0×10-11g/s;

系统精度：≤1%

九、仪器使用条件

1.电源电压：220V～±22V 50Hz±0.5Hz

2.额定功率：≤2500W

3.环境温度：+5°C～+35°C

4.相对湿度：≤85%

5.仪器安放场合不得有腐蚀性气体及有影响正常工作的电场或磁场存在，仪器安放工作台应稳固，不得有振动，离氢气瓶2m以内不得有电炉和火种。

十、JSG-8矿井火灾束管监测系统

1、系统简介

JSG-8矿井火灾束管监测系统使用真空泵和多芯塑料管缆(以下简称束管)远距离抽取煤矿井下监测地点的气样，微机控制专用气相色谱仪连续分析，实时测定各监测地点的气体组分浓度，同时对气体浓度超值发出报警的成套设备。系统由地面气体分析室和井下束管取样组成。系统不需要任何传感器.本系统使用的色谱仪是北京中科惠分仪器有限公司生产的GC-6890A型。

JSG-8矿井火灾束管监测系统组成框图

2、系统性能特点

1)系统由微机控制可连续1-60点自动循环取样监测，每点监测时间最长不大于8分钟，监测数据自动存贮。

2)使用三根色谱柱、双检测器、十通阀，测量精度高，使用寿命长。

3)进口取样泵，体积小，流量恒定，可连续工作二万小时以上。

变化趋势模拟图

分析数据库中某一检测点气体含量在一段时间内变化趋势的模拟图。

4)自动取样监测/手动取样监测转换功能

自动取样监测：微机控制自动循环取样监测，监测数据自动存贮，实现无人职守监测;

手动取样监测：球胆取样，人工手动进样监测，监测数据手动存贮。

5)数据库

数据库存贮数据个数和时间无限制，系统能对数据库存贮的数据进行查询、比较分析，通过报表及环境趋势模拟图及时准确的预报火源温度变化，为防灭火提供依据。

3、系统报表处理;(系统可处理以下多种图表)：

(1)正常监测报表

监测点人工采样分析报表。

(2)正常监测日报表

各监测点人工采样分析报表。

(3)正常监测月报表

监测点人工采样月分析报表。

(4)束管监测报表

束管监测每一次循环各监测点分析报表。

(5)束管监测月报表

束管监测各检测点月分析报表。

4、报警功能

系统具有设定气体含量超限自动报警功能。气体含量超限时发声光报警，同时在报警提示行以醒目的颜色显示报警信息。

5、联网功能

系统数据库采用开放式数据存储格式，可与现有煤矿安全监控系统联网，实现历史数据的共享。

6、监测定量方法

为适应矿井下混合气体不同气体含量差别很大的特殊情况，例如CH4气体含量比CO气体含量高达上万倍，检测定量方法具有：程序分段控制能力、面积基准、峰高基准、一般外标方法、外标归一等方法。混合气体中含量高的成份采用分段衰减，气体中含量低的成份采用分段放大。当矿井下环境影响监测精度时，采用外标归一法进行修正，提高检测精度。

7、系统工作平台

系统建立在WindowsXP操作平台上。系统监测控制软件是专门为煤矿设计的,画面简明、层次清淅,使用鼠标完成画面切换、参数设置及报表输出。

8、安全设计

控制器有许多安全性功能，通过自诊断功能发现排除故障。控制器自从设计开始，都确保高度的可靠性和事故容错性。

9、系统技术参数

1)产品型号：JSG-8;

2)束管监测点数：1-60点;

3)运行方式：连续监测或手动监测;

4)检测气体成份：O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等;

5)检测范围：0～100%;

6)色谱仪检测灵敏度：0.1ppm;

7)最大抽气采样距离：≥30Km;

8)系统误差≤1%;

9)分析周期≤15min;

10)操作平台： WindowsXP;

11)数据库记录：无限制;

12)报警：气体含量超限自动报警;

13)电源：交流380V±10%，50Hz;

14)功率：6Kw;

15)接地电阻：≤4欧;

10、设备运行环境

1)环境温度：-30℃～50℃;

2)相对湿度：≤90%(+25℃);

3)安装环境：多尘、潮湿，高瓦斯矿井，煤尘具有爆炸性，属易自燃煤层;

4)海拔高度：满足+850.00～+1450.00m;

5)耐震能力：按7度地震烈度设防。

十一、总结

仪器主要特点：

采用微机控制，全键盘操作，大屏幕液晶汉语显示，仪器配置热导及双氢火焰检测器，甲烷转化炉、四路并联，十通阀自动进样，专用色谱柱，三信号输出口。

可配备电子捕获检测器测定示踪气体SF6火焰光度检测器测定H2S、SO2等气体。

色谱柱采用专用填充柱，安装有三根预切柱装置，有效防止三根分析柱被污染，确保整套仪器长期不间断工作。

可配多通道矿井气体自动取样装置，每个通道气路独立，互不干扰，死体积小，取样代表性好。

操作全自动化：仪器由微机自动控制， 十通阀 自动/手动转换功能：手动(球胆取样)和自动进样可任意选择。

分析速度快： 4~8分钟内，一次进样完成矿井瓦斯爆炸气体常量 O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2。

因矿井气中甲烷含量不同，可对CO2、C2H4、C2H6、C2H2微量组分，根据出峰自动改变灵敏度检测。

自燃发火标志气体最小检测浓度 CO、C2H2≤0.5ppm ,C2H4 ≤0.1ppm。

该系统集成化和自动化程度高，具有专用性强、功能齐全，结构设计合理、操作简单，分析精度高，分析周期短等优点，是煤矿气体全组份分析、矿井火灾监测分析、安全检查工作中不可缺少的重要装备。

仪器主要应用于：矿务局，煤矿等