为确保矿井安全生产，井下环境监测需设一套束管监测系统，主要利用色谱分析技术对井下气体成份的分析，实现CO、CO2、CH4、O2、N2（计算值）等气体含量的24小时线上连续监测，对其含量变化情况进行预测。
基本介绍
- 中文名：束管监测系统
- 外文名：Tube Bundle Monitoring System
- 电源：220V±5%
- 温度：10-35℃
- 相对温度：≤90%
简介
系统採用高精度、低漂移的煤矿专用气相色谱仪，能够在早期监测到自燃的临界点。
束管监测点设在回採工作面。
煤矿自燃火灾束管监测系统说明
用途
该系统广泛适用于大、中、小各类煤矿自然火灾预报和防治工作。利用气相色谱技术对井下监测地点的O2、N2、CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2等气体含量实现24小时连续循环监测，经过对自然发火标誌气体的分析，及时预测预报发火点的温度变化，为煤矿自然火灾和矿井瓦斯事故的防治工作提供科学依据。
组成
主要有粉尘过滤器、单管、束管、水蒸气过滤器、分路箱、抽气泵、气体採样控制柜、监控电脑、束管专用色谱仪、列印输出设备、网卡、系统软体等组成。
主要功能
1）束管负压採样（目前已研发出正压输气採样技术）、色谱分析，无需任何电化学感测器；
2）自然火灾预报功能：通过对气体的分析，及时準确的预测火源温度变化情况；
3）系统自动控制24小时线上监测；
4）输出功能齐全：产生正常分析、束管分析、趋势分析报表及趋势图等11种图表；
5）具有气体含量超限自动报警功能；
6）资料库记录个数无限制，对历史数据进行分析比较；
7）具有联网功能：实现分析数据共享， 为领导决策提供依据，并可实现与矿井安全监控系统联网。
8）色谱仪自编程功能。
9）火灾瓦斯爆炸危险程度的判别。
10）井下管路最大採样距离30公里。
主要技术参数
1）控制束管监测路束：12-30路（可扩充）；
2）运行时间：24小时连续监测或人工设定；
3）分析气体成分：CO、CH4、CO2、C2H4、C2H6、C2H2、O2、N2等。
4）色谱仪检测限≤0.1PPM；
5）系统误差≤1.5%；
运行环境
1）电源：220V±5%，380V±10% 50Hz交流电；
2）总功率：≤2.5KW（不含抽气泵）；
3）温度：10-35℃；
4）相对温度≤90%；
5）微机：P4以上原装机或工控机。
国内发展历程
20世纪80年代初,我国研製成功并套用了束管监测煤层自然发火系统,对煤层自燃隐患预测预报的效果较好。我国最先套用的红外束管监测系统有KHY-1、KHY-2型和ASZ型等。因它们是为大型矿井监测设计的，全套设备複杂，管理技术要求较高，装备费用较昂贵。并且，系统对煤层自燃隐患的各种标誌性气体分析精度相对较低，感测器元件寿命短，需经常更换，不能跟蹤检测预报等。虽然后来又开发出适用于小型矿井的KHY-3型，但同样存在系统分析精度较低、感测器寿命短等问题。
进入20世纪90年代以来，在总结、分析红外束管监测系统存在的问题的前提下，在微机自动控制、色谱仪高精度分析、束管负压採样和分析成分较多等高新技术基础上，开发出的具有井下任意地点的O2、N2、CH4、CO、CO2、C2H4、C2H6、C2H2 等气体含量实现24h连续循环监测，準确判定和分析煤层自然火灾的标誌性气体，及时预测预报发火隐患程度的高技术专利的ZS32F煤矿束管监测系统，不仅测定组分多，精确度高，可对煤层的自燃趋势实施跟蹤监测预报，且可查找、确定自燃标誌性气体。
矿用束管正压与负压输气研究
为了更好的帮助煤矿专业人员了解正压与负压束管在气体採样方面的基本性能,从而可以在煤矿自燃火灾监测领域上有更好的套用,设计了2个试验分别测试正压与负压束管长度与採样时间的关係、束管长度与稳定採样流量的关係;然后用2个经验函式拟合了2个试验的相关数据,并且根据拟合的函式对正压与负压束管的性能进行了比较和分析。试验表明,正压输气系统在相同长度下,无论採样时间还是採样流量都大大优于负压输气系统。
（1）正压输气的方式是在井下样气的採集速度上优于负压输气方式，而且随着束管长度的增加，正压输气的优势越大；
（2）在标气採样流量稳定后，正压输气方式的流量是负压输气方式的10~20倍，而且在长度越长时，正压输气优势越大；
（3）在束管达到一定长度后，正压与负压输气流量将达到一个极限最小值，其中负压输气方式的流量将不能满足一些气体分析仪器的最低流量要求。