煤矿瓦斯气体分析方法

一．矿井气形成
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， 对矿井瓦斯的监控是不可忽视。
矿井气国家要求监测成份及浓度范围
成份    O2       N2       CH4        CO     CO2      C2H6      C2H4      C2H2
范围 % 20.9±5 78±10 0.5ppm～10 0.5ppm～0.3 1ppm～0.5 1ppm～0.3 1ppm～0.3 1ppm～0.3

三．煤矿瓦斯气体分析仪配置

产品名称                型号       规格及说明

气相色谱仪   GC2020 FID+TCD  十通阀进样系统

色谱工作站             电脑反控   双通道（电脑、打印机自配）

色谱柱                   三柱并联（进口）

高纯氢气发生器        HK-300  氢气流量300ml/min

高纯空气发生器        AK-2000 空气流量2000ml/min

高纯氮气钢瓶          40L     氮气流量300ml/min

标准气体              8L

色谱分析条件
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：1ml FID灵敏度根据样品含量高低循环自动改变
四．分析原理及方法
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，实现一次进样 分析矿井瓦斯，对：O2， N2TCD检测 由于FID对CO，CO2不响应。所以要将CO，CO2在高温下，在镍触酶催化下和H2反应转化成CH4，在FIDⅠ上检测。
反应式如下：
CO＋3H2＝CH4＋H2O CO2＋4H2＝CH4＋2H2O
CH4 C2H4 C2H6 C2H2FIDⅡ检测，对仪器进行改造FID出二张谱图，TCD出一张谱图
煤矿井下瓦斯气体分析仪器特点
1. 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。
2. 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。
3. 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。
4. 可配多通道矿井气体自动取样装置 。
5. 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。
6. 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。
7. 对矿井气中甲烷含量不同，可CO2、C2H4、C2H6,、C2H2 微量组分，根据出峰自动改变灵敏度检测。
8. 自燃发火标志气体zui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。

煤矿瓦斯气体分析仪主要应用于：矿务局，煤矿瓦斯检测等。