ICS73-010

D09

備案號：AQ

中華人民共和國安全生產行業標準

AQ/T1084—2011

煤礦災變環境混合氣體測試方法與

爆炸危險性判定規則

Testingmethodandjudgmentstandardofexplosionhazardformixedgases

incoalminedisastercircumstance

（送審稿）

2011-7-12發布2011-12-1實施

國家安全生產監督管理總局

AQ/T1084—2011

煤礦災變環境混合氣體測試方法與爆炸危險性判定規則

1范圍

本標準規定了礦井災變環境混合氣體爆炸危險性的測試災害氣體種類、混合災害氣體采集方法、測

試方法、測試精度要求，爆炸危險性判定規則。

本標準適用于煤礦井下災變環境混合氣體的測試分析和爆炸危險性判定。

2規范性引用文件

下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的

修改單（不包括勘誤的內容）或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據本標準達成協議的各方研究

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準。

GB/T5274氣體分析校準用混合氣體的制備稱量法

GB/T15663.8煤礦科技術語第8部分：煤礦安全

MT142煤礦井下空氣采集方法

MT/T757煤礦自然發火束管監測系統通用技術條件

AQ/T1019煤層自然發火標志氣體色譜分析及指標優選方法

AQ1044礦井密閉防滅火技術規范

3術語和定義

除GB/T15663.8的術語和定義適用于本標準外，補充以下術語和定義。

3.1

可爆性氣體explosivegas

在適宜的條件下，能夠激烈反應產生爆炸現象的礦井氣體，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、爆炸等化學反應進行的氣體，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，主要指氮氣和二氧化碳。

3.4

爆炸危險性explosionhazard

礦井災變環境混合氣體發生爆炸災害的可能程度。

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。

1

AQ/T1084—2011

4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氮氣（N2）

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%，測試精度應符合表1的規定。

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%，測試精度應符合表2的規定。

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

4.5甲烷（CH4）

測量范圍：0%~100%，測試精度應符合表3的規定。

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）

2

AQ/T1084—2011

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。

5氣樣采集方法

5.1總體原則

5.1.1采樣袋應符合MT142的規定，采樣桿應符合MT142的規定。

5.1.2采樣前采樣袋和真空采樣瓶的氣密性檢查按MT142規定執行。

5.1.3巷道采樣時，應測量并記錄巷道采樣點的風量，如無法測量風量的情況下應記錄風流方向。

5.1.4從井下采集的氣體試樣，應立即送到化驗室進行分析，樣品放置超過12h后，試樣應作廢處理，重

新采取樣品。

5.1.5采樣后需在采樣袋或采樣瓶上貼標簽，并注明：氣體試樣編號、采集氣體試樣地點、采集氣體試

樣日期和時間、采樣地點的溫度、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、吸氣球將待測地點的氣樣采到采樣袋或采樣瓶內的方法。采集前，

應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開放災變區域的人工手動氣體采集

開放災變區域的氣體采集主要是通過救護隊員攜帶采樣裝置到達災區進行取樣。在災變區域取樣應

分別采取開放災區的平均氣樣及災變氣體聚積的易爆炸危險區域等特殊地點的氣樣。

對開放災變區域進行平均氣樣采集時，如果災區巷道破壞不嚴重，則采用吸氣球進行采樣，采樣時

吸氣口應平穩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所示路線進行。

圖1巷道取氣路線示意圖

當采用上述取樣方法有困難時，可采用選點取樣法，然后計算加權平均值，但在爆炸危險性判定

時應取最高值進行分析。

3

AQ/T1084—2011

選點取樣應按如下要求：

a)取三個氣樣，分別在巷道中部分上、中、下選點取樣；

b)必要時，增加右側上、中、下，左側上、中、下等地點，分別取氣樣。

對于災變氣體聚積的易爆炸危險區域等特殊地點的氣樣采集，如果災區巷道破壞嚴重，應觀察災

害跡象，在靠近災源點及災源點下風側采集氣樣。采樣時，可以在吸氣球的進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、空洞等待采樣地點進行氣樣采集。

5.2.2封閉災區內的人工手動氣樣采集

封閉災區內的氣樣采集主要通過密閉墻上預留的觀測孔（管）進行采樣。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，將吸氣球的紫銅管通過小孔伸入到密

閉內，并超過觀察管的長度，用吸氣球將氣樣吸入采樣袋中。在取氣體之前應該先進行災區溫度測量并

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封閉災區內人工手動氣樣采集示意圖

在上述氣樣采集過程中應注意以下事項：

a)密閉采樣時，應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；

b)當采集處于負壓的密閉墻鉆孔內的氣樣時，應按MT142的規定進行準備工作；

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)如果木塞在現場應用有困難時，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，保證采樣氣體真實性。

5.3束管自動采樣法

5.3.1開放災變區域的束管自動采樣

利用井下或地面束管自動采樣裝置，并由人工將束管鋪設到開放災變區域進行氣樣采集，采樣時采

樣束管的采樣路線及具體地點按5.2.1規定進行。

5.3.2封閉災區內的束管自動采樣

4

AQ/T1084—2011

利用井下或地面束管自動采樣裝置，并由人工將束管鋪設到密閉前，將束管連接吸氣紫銅管或直接

將束管插入密閉內進行氣樣采集，如圖3所示。

1—真空抽氣泵；

2—安全瓶；

3—真空壓力計；

4—真空采樣瓶；

5—截止閥。

圖3封閉災區內的束管自動采樣示意圖

在上述氣樣采集過程中應注意以下事項：

a)抽取氣樣前，應進行預抽，預制時間不低于取樣管一次換氣所需時間的3倍；

b)真空泵的抽放負壓應大于密閉兩端的壓差及管路阻力損失之和；

c)氣體取樣束管應滿足MT/T757的要求，取樣控制裝置應滿足MT/T757的要求。

6混合氣體測試分析技術要求

6.1測試儀器

推薦采用氣相色譜儀作為測試儀器，對采集氣樣進行全組分分析。但對于氧氣（O2）、氮氣（N2）、

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行常規測試或實驗室比對

分析測試，但其測試精度和誤差應滿足4.1、4.2、4.3、4.4的規定。以下按氣相色譜儀作為測試儀器進行

技術條款規定。

采用氣相色譜儀作為測試儀器時，氣相色譜儀應具有熱導檢測器（TCD）和氫火焰離子化檢測器

（FID），能夠進行常量和微量分析，至少可分析氧氣（O2）、氮氣（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）、氫

氣（H2）。

6.2載氣

推薦采用氦氣及氬氣作為載氣，并且其體積分數均不低于99.99%，測試周期內載氣流量應恒定，

載氣流速穩定性波動幅度應小于設定流量的±1%。

6.3標準氣

分析需要的標準氣應采用國家二級標準物質，或按GB/T5274的要求制備。標準氣的濃度（摩爾分

數）符合AQ/T1019的規定。

6.4儀器精度

5

AQ/T1084—2011

6.4.1熱導檢測器

熱導檢測器應滿足：

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

控溫系統應符合下列要求：

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超過20min。

6.6分析的精密度

6.6.1重現性要求

重現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分析獲得的不同結果之間的差異

性。如果連續兩個測定結果的差值超過了表4規定的數值，應重新分析。

6.6.2再現性要求

再現性指同一氣樣由兩個實驗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果之間的

差異性。如果差值超過了表4規定的數值，兩個實驗室都應分別進行重新分析。

表4精密度要求

使用的檢測器組份濃度范圍（摩爾分數）重復性再現性

0.5~1.0±0.04±0.07

1.0~5.0±0.07±0.10

熱導檢測器（TCD）

5.0~10.0±0.08±0.12

＞10.0±0.20±0.30

0~50×10-6±3×10-6±7×10-6

氫火焰離子化檢測器50×10-6~500×10-6±10×10-6±15×10-6

（FID）500×10-6~10000×10-6±40×10-6±70×10-6

＞10000×10-6±100×10-6±300×10-6

7混合氣體爆炸危險性判定規則

7.1爆炸危險性判定方法

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AQ/T1084—2011

災變環境混合氣體中包括可爆性氣體、助燃性氣體、抑爆性氣體，同一地點不同時間的混合氣體的

爆炸危險是動態變化的，推薦采用爆炸性三角形合成法，按AQ1044中附錄B1規定執行。如附錄B中圖

B1所示，三角形LUS為動態爆炸三角形，L為下限點坐標，U為上限點坐標，S為臨界點坐標，P為混合

氣體濃度值坐標點，根據P點所處的危險分區對煤礦災變環境混合氣體的爆炸危險性進行判定，并按7.2

規定進行分級。

7.2爆炸危險性分級標準

礦井災變環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位于爆炸三角形內部（Ⅰ區），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位于減風危險區（Ⅱ區）或增風危險區（Ⅲ區）內，

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位于安全區（Ⅳ區）內，不存在爆炸危險性。

_________________________________

7

AQ/T1084—2011

附錄A

（資料性附錄）

數據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：采樣地點溫度：

開始分析時間

分析結果

O2N2COCO2CH4C2H6C3H8C2H4C3H6C2H2N-C4I-C4H2

（%）（%）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）（ppm）

爆炸三角形坐標點數據爆炸三角形示意圖：

坐標點橫坐標縱坐標

上限點U

下限點L

臨界點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

取樣人化驗審核

8

AQ/T1084—2011

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

設混合氣體中含有種可爆炸氣體，濃度分別為（＝）；含兩種超量惰性氣體（和），

nXii1,2,…,nCO2N2

濃度分別為和；含氧氣濃度為，混合氣體爆炸三角形三頂點坐標按下列各式計算：

X1X2Yp

上限點U的坐標：

XX

Xuii

uX

i(B-1)

YuiXi

Yu

Xi

下限點L的坐標：

X1iXi

X1

Xi

(B-2)

Y1iXi

Y1

Xi

臨界點S的坐標：

XX

Xsii

sX

i(B-3)

YsiXi

Ys

Xi

式中

XsijXj

Xsi

Xj