煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件 — MT/T 757-2019 技术解读
煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件 — MT/T 757-2019 技术解读
Section titled “煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件 — MT/T 757-2019 技术解读”一句话概括：本标准规定了煤矿自然发火束管监测系统的分类、技术要求、试验方法、检验规则及标志包装运输贮存要求，适用于通过束管取样测定矿井采空区、密闭区及巷道空气中气体成分及浓度，并根据气体变化趋势判断自然发火危险程度的监测系统。系统可配置智恒 GC-2020 气相色谱仪作为气体分析核心设备，在氧气、二氧化碳、甲烷、一氧化碳、乙烯、乙炔等指标气体的检测性能上满足第 5 章表 1 的技术要求。
1. 标准背景与适用范围
Section titled “1. 标准背景与适用范围”MT/T 757-2019《煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件》代替 MT/T 757-1997，由国家煤矿安全监察局于 2019-11-28 发布，2020-06-01 实施。本标准由中国煤炭工业协会科技发展部提出，由煤炭行业煤矿安全标准化技术委员会归口，起草单位包括煤科集团沈阳研究院有限公司、大同煤矿集团有限责任公司、淄博祥龙测控技术有限公司。
适用范围： 通过束管取样测定矿井采空区、密闭区以及巷道空气中气体成分及浓度，并根据气体变化趋势判断自然发火危险程度的煤矿自然发火束管监测系统（以下简称”系统”）。
2. 系统分类（第 4 章）
Section titled “2. 系统分类（第 4 章）”按取样控制装置、气体分析装置和数据处理装置的布置地点，系统分为两类：
| 类型 | 分析仪器布置 | 系统组成 | 测点距离 |
|---|---|---|---|
| 地面监测型 | 地面泵房/分析室 | 监测主机、UPS 电源、监控软件、取样控制装置、气体分析仪、抽气泵、聚乙烯束管、束管连接箱、取样过滤器 | ≥ 10 km |
| 井下监测型 | 井下 | 监测主机、监控软件、取样控制装置、抽气泵、聚乙烯束管、取样过滤器 | ≥ 2 km |
3. 技术要求详解（第 5 章）
Section titled “3. 技术要求详解（第 5 章）”3.1 一般要求（5.1）
Section titled “3.1 一般要求（5.1）”- 系统应符合本标准规定，系统中设备应符合有关标准规定
- 煤井下的设备应符合 GB 3836.1（通用要求）、GB 3836.2（隔爆外壳”d”保护）、GB 3836.4（本质安全型”i”保护）的相关规定
3.2 环境条件（5.2）
Section titled “3.2 环境条件（5.2）”井下设备工作环境条件：
- 温度：0 ℃～40 ℃
- 相对湿度：不大于 95%
- 大气压力：80 kPa～106 kPa
- 风速：不大于 8 m/s
- 使用场所：具有爆炸性气体混合物的危险场所
地面泵房/分析室设备工作环境条件：
- 温度：15 ℃～30 ℃
- 相对湿度：不大于 90%
- 大气压力：80 kPa～106 kPa
- 使用场所：无腐蚀性、爆炸性气体
存储温度： -40 ℃～60 ℃
3.3 供电电源（5.3）
Section titled “3.3 供电电源（5.3）”地面用设备：
- 额定电压：220 V 或 380 V，偏差 +10%～-10%
- 谐波：不大于 5%
- 频率：50 Hz，偏差 ±5%
井下用设备：
- 额定电压：660 V 或 1140 V，偏差 +10%～-25%
- 谐波：不大于 5%
- 频率：50 Hz，偏差 ±5%
3.4 系统组成（5.4）
Section titled “3.4 系统组成（5.4）”地面监测型： 监测主机、UPS 电源、监控软件、取样控制装置、气体分析仪、抽气泵、煤矿用聚乙烯束管、束管连接箱、取样过滤器
井下监测型： 监测主机、监控软件、取样控制装置、抽气泵、煤矿用聚乙烯束管、取样过滤器
3.5 外观与结构要求（5.5～5.6）
Section titled “3.5 外观与结构要求（5.5～5.6）”- 系统装置表面镀层或涂层不应有气泡、裂痕、明显剥落和斑点
- 内部元器件安装焊接牢固，布局合理齐整
- 显示应透光良好、内容清晰完整
- 印刷线路板至少喷涂两遍以上三防漆
- 聚乙烯管壁光滑，不允许有气泡、裂口和明显沟纹
- 井下设备应有适于井下安装的悬挂或支撑结构
- 井下组成部分应采用不锈钢材料或进行防锈处理
3.6 基本功能（5.7）
Section titled “3.6 基本功能（5.7）”控制功能：
- 宜具有按时序自动控制取样管路转换功能
- 宜具有手动进样检测功能
数据采集与显示： 对气体分析仪分析出的所有气体组分，系统应具有采集和显示气体种类、浓度等功能。
压力调节功能： 宜具有取样管路压力调节功能。
系统软件功能：
- 操作权限管理
- 被测气体信息显示与趋势分析
- 按取样点和监测参数为索引的存储和查询
- 报表、曲线等打印功能
3.7 分析仪器技术要求（5.8）
Section titled “3.7 分析仪器技术要求（5.8）”3.7.1 地面监测型分析仪器
Section titled “3.7.1 地面监测型分析仪器”应能分析氧气（O₂）、二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、一氧化碳（CO）、乙烯（C₂H₄）、乙炔（C₂H₂）等气体浓度。
表 1 — 地面监测型仪器主要技术指标：
| 气体组分 | 测量范围 | 基本误差 | 定量重复性 (RSD) |
|---|---|---|---|
| 氧气 (O₂) | (0.00～25.0)% | ±0.8%（体积分数） | ±2% |
| 二氧化碳 (CO₂) | (0.00～0.50)% | ±0.10%（体积分数） | ±2% |
| (0.50～5.00)% | ±0.10%（体积分数） | ±2% | |
| 甲烷 (CH₄) | (0.00～1.00)% | ±0.10%（体积分数） | ±2% |
| (1.00～40.00)% | ±满量程 10% | ±2% | |
| (>40.00～100.00)% | ±10%（体积分数） | ±2% | |
| 一氧化碳 (CO) | (0～100)×10⁻⁶ | ±4×10⁻⁶ | ±2% |
| (>100～500)×10⁻⁶ | ±4.5%（相对） | ±2% | |
| (>500)×10⁻⁶ | ±6%（相对） | ±2% | |
| 乙烯 (C₂H₄) | (0～2)×10⁻⁶ | ±0.5×10⁻⁶ | ±2% |
| (>2～5)×10⁻⁶ | ±1×10⁻⁶ | ±2% | |
| (>5～10)×10⁻⁶ | ±2×10⁻⁶ | ±2% | |
| (>10～20)×10⁻⁶ | ±3×10⁻⁶ | ±2% | |
| (>20)×10⁻⁶ | ±(0+满量程10%)×10⁻⁶ | ±2% | |
| 乙炔 (C₂H₂) | (0～2)×10⁻⁶ | ±0.5×10⁻⁶ | ±2% |
| (>2～5)×10⁻⁶ | ±1×10⁻⁶ | ±2% | |
| (>5～10)×10⁻⁶ | ±2×10⁻⁶ | ±2% | |
| (>10～20)×10⁻⁶ | ±3×10⁻⁶ | ±2% | |
| (>20)×10⁻⁶ | ±(0+满量程10%)×10⁻⁶ | ±2% |
分析周期： 不大于 20 min。
3.7.2 井下监测型分析仪器
Section titled “3.7.2 井下监测型分析仪器”- 应能分析甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧气、乙烯等气体浓度
- 乙烯测量范围不小于（0～20）×10⁻⁶，基本误差和定量重复性符合表 1 要求
- 甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氧气测量范围和基本误差符合表 1 要求
分析周期具体要求：
- 色谱法分析仪器： 分析周期不大于 20 min
- 光谱法分析仪器： 分析周期不大于 2 min，T₉₀ 响应时间不大于 60 s
- 传感器法分析仪器： T₉₀ 响应时间不大于 60 s
- 其他方法分析仪器： 分析周期不大于 20 min
3.8 束管要求（5.9）
Section titled “3.8 束管要求（5.9）”- 应选用具有阻燃、防静电的煤矿用聚乙烯束管，符合 MT/T 558.1 规定
- 应具备有效的矿用产品安全标志证书
- 管芯内径不小于 6 mm，管壁厚不小于 1 mm
- 多芯束管应按照一定规则区分开
3.9 抽气泵要求（5.10）
Section titled “3.9 抽气泵要求（5.10）”- 应用于井下应满足防爆要求
- 应能保证长时连续工作，抽气距离满足系统最远测点距离要求
- 需冷却的抽气泵应具有冷却系统
3.10 取样控制装置与管路附件（5.11～5.12）
Section titled “3.10 取样控制装置与管路附件（5.11～5.12）”- 正常取样时的负压应不大于 0.04 MPa
- 系统应具有束管分路箱、冷凝水分离或储放水装置等管路附件
- 取样管连接应做到阻力小、密封好
- 井下取样点束管入口处应设有粉尘过滤器
- 取样控制装置入口处应设有火焰消焰器
- 管路中应能及时有效地排除冷凝水，宜设置贮水器
3.11 系统容量与测点距离（5.13～5.14）
Section titled “3.11 系统容量与测点距离（5.13～5.14）”- 测点数量： 地面监测型 8、12、16、24（可扩展）；井下监测型 1～24
- 最远测点距离： 地面监测型不小于 10 km；井下监测型不小于 2 km
3.12 工作稳定性（5.15）
Section titled “3.12 工作稳定性（5.15）”系统及系统设备应进行连续 2 天的工作稳定性试验，每天检查一次：
- 系统基本功能应符合 5.7 要求
- 分析仪器应符合 5.8 中基本误差要求
- 系统传输性能应符合 5.17 要求
3.13 电源波动适应性（5.16）
Section titled “3.13 电源波动适应性（5.16）”供电电压在有关标准规定的允许范围内波动时，系统工作稳定性和传输性能应满足工作稳定性试验（5.15）和传输性能试验（5.17）要求。
3.14 传输性能（5.17）
Section titled “3.14 传输性能（5.17）”系统的信息传输性能应符合 MT/T 899《煤矿用信息传输装置》的有关要求。
3.15 气密性能（5.18）
Section titled “3.15 气密性能（5.18）”系统气路系统应具有良好的气密性，在正常工作情况下，单路负压表变化小于 1%。
3.16 环境适应性（5.19）
Section titled “3.16 环境适应性（5.19）”井下用监测主机和取样控制装置应通过以下环境试验后仍符合 5.8.2.2 规定：
- 工作温度试验（低温 0 ℃、高温 40 ℃）
- 贮存温度试验（低温 -40 ℃、高温 60 ℃）
- 交变湿热试验（40 ℃、93% RH）
- 冲击试验及振动试验
3.17 防爆要求（5.20）
Section titled “3.17 防爆要求（5.20）”- 应用于煤矿井下的设备防爆结构及关联设备应符合 GB 3836.1、GB 3836.2 和 GB 3836.4 中相关要求
- 与本安性能有关的元件在正常工作和故障状态下，不得在超过元件安装条件和温度范围规定的最大电流、电压和功率额定值的 2/3 的情况下工作
- 设备外壳防护性能应符合 GB/T 4208 中 IP54 的有关规定
4. 试验方法详解（第 6 章）
Section titled “4. 试验方法详解（第 6 章）”4.1 试验条件与试验气体（6.1～6.2）
Section titled “4.1 试验条件与试验气体（6.1～6.2）”试验按 MT/T 772 中的有关规定进行。试验气体应使用经国家计量部门考核认证单位提供的标准气样。
表 2 — 试验气体配比要求：
| 气体种类 | 基本误差试验用气样浓度 | 定量重复性/响应时间试验用气样浓度 |
|---|---|---|
| 氧气 | 0～25.0%：5.0%、15.0%、25.0% / | 15.0% |
| 二氧化碳 | 0.5%、1.5%、2.5%、4.5% / | 2.5% |
| 一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔 | 量程的 25%、50%、75% | 量程的 50% |
气体浓度与标准规定值偏离度不大于 ±10%，不确定度不大于 3%。
4.2 外观及结构检查（6.3）
Section titled “4.2 外观及结构检查（6.3）”采用目测方法检查外观和结构。
4.3 分析仪器性能试验（6.4）
Section titled “4.3 分析仪器性能试验（6.4）”4.3.1 基本误差试验（6.4.1）
Section titled “4.3.1 基本误差试验（6.4.1）”仪器校准后，通入表 2 规定的标准气体，稳定后记录显示值，重复测定 4 次，取后 3 次的算术平均值与标准气体标称值的差值即为基本误差。
4.3.2 定量重复性试验（6.4.2）
Section titled “4.3.2 定量重复性试验（6.4.2）”仪器校准零点和量程后，通过表 2 规定浓度的标准气，稳定后记录显示值，重复测定 4 次。定量重复性以相对标准偏差（RSD） 表示：
RSD = √[Σ(xᵢ − x̄)²/(n−1)] × 1/x̄ × 100%其中：
- RSD — 相对标准偏差（%）
- n — 测量次数，n = 4
- xᵢ — 第 i 次测量值
- x̄ — 4 次测量的算术平均值
4.3.3 响应时间试验（6.4.3）
Section titled “4.3.3 响应时间试验（6.4.3）”分析周期测定： 选择涵盖仪器能够分析气体全部种类的标准气，测定每次进样开始至待测气体出峰完毕为止的最长时间，共测 4 次，取后 3 次时间的算术平均值。
T₉₀ 响应时间测定：
- 仪器校准后，依次通入表 2 规定浓度的标准气，稳定后记录显示值
- 通入零位气体待零点稳定后，通入一种标准气并即刻计时，记录显示值达到原显示值 90% 所需时间
- 测量 3 次取算术平均值
- 所有气体种类中的最大值即为 T₉₀ 响应时间
4.4 工作稳定性试验（6.5）
Section titled “4.4 工作稳定性试验（6.5）”按 MT/T 772 规定的方法进行，试验时间 2 天，检查系统基本功能和分析仪器基本误差。
4.5 电源波动适应性试验（6.6）
Section titled “4.5 电源波动适应性试验（6.6）”按 MT/T 772 规定的方法进行。
4.6 传输性能试验（6.7）
Section titled “4.6 传输性能试验（6.7）”按 MT/T 899 规定的方法进行。
4.7 气密性试验（6.8）
Section titled “4.7 气密性试验（6.8）”按系统容量规定的测点数依次进行：
- 将取样入口关闭
- 启动取样泵
- 观察单路负压表达到最高负压
- 关闭取样泵
- 保持 1 min
- 观察负压表变化
- 判定标准： 单路负压表变化小于 1%
4.8 工作温度试验（6.9）
Section titled “4.8 工作温度试验（6.9）”试验中向仪器通入标准气样的温度应与试验要求温度一致。
低温工作试验（6.9.2）： 按 GB/T 2423.1 试验 Ab 进行，在（0±3）℃ 条件下将仪器通电，稳定 2 h 后测定基本误差，以后每小时测定 1 次，测量 3 次取算术平均值。
高温工作试验（6.9.3）： 按 GB/T 2423.2 试验 Bb 进行，在（40±2）℃ 条件下将仪器通电，稳定 2 h 后测定基本误差，以后每小时测定 1 次，测量 3 次取算术平均值。
4.9 贮存温度试验（6.10）
Section titled “4.9 贮存温度试验（6.10）”低温贮存： 按 GB/T 2423.1 试验 Ab 进行，在（-40±2）℃ 条件下持续 16 h。仪器非包装、不通电、不进行中间检测。试验后在箱内恢复到工作环境条件保持 2 h，测定基本误差并检查外观。
高温贮存： 按 GB/T 2423.2 试验 Bb 进行，在（60±2）℃ 条件下持续 16 h。同样非包装、不通电、不进行中间检测，恢复后测定基本误差并检查外观。
4.10 交变湿热试验（6.11）
Section titled “4.10 交变湿热试验（6.11）”按 GB/T 2423.4 试验 Db 进行，在（40±2）℃、湿度（93±3）% 条件下持续 12 h。仪器非包装、不通电、不进行中间检测，恢复后测定基本误差并检查外观。
4.11 冲击试验与振动试验（6.12～6.13）
Section titled “4.11 冲击试验与振动试验（6.12～6.13）”冲击试验： 按 GB/T 2423.5 试验 Ea 进行，峰值加速度 50 m/s²，脉冲持续时间（11±1）ms，3 个轴线每个方向连续冲击 3 次（共 18 次）。仪器非包装、不通电，试验后检查外观并测定基本误差。
振动试验： 按 GB/T 2423.10 试验 Fe 进行，扫频频率范围 10 Hz～150 Hz，加速度幅值 50 m/s²，扫描循环 5 次。仪器非包装、不通电，试验后检查外观并测定基本误差。
4.12 防爆试验（6.14）
Section titled “4.12 防爆试验（6.14）”- 防爆性能按 GB 3836.1、GB 3836.2 和 GB 3836.4 规定的方法进行，由国家授权的防爆检验机构实施
- 与本安性能有关的元件检查按 GB 3836.4 规定的方法进行
- 外壳防护性能试验按 GB/T 4208 规定的方法进行
4.13 其他试验（6.15）
Section titled “4.13 其他试验（6.15）”第 5.7 条（基本功能）、5.9 条（束管要求）、5.10 条（抽气泵要求）、5.11 条（取样控制装置）、5.12 条（管路附件）、5.13 条（系统容量）和 5.14 条（测点距离）采用实际操作测试与感官检查相结合的方法。
5. 检验规则（第 7 章）
Section titled “5. 检验规则（第 7 章）”5.1 出厂检验（7.1）
Section titled “5.1 出厂检验（7.1）”- 每套系统均需由制造厂质检部门进行出厂检验，合格产品给予合格证
- 检验项目应符合表 3 中出厂检验项目的规定
- 各项性能和指标应符合本标准和相关标准的规定
5.2 型式检验（7.2）
Section titled “5.2 型式检验（7.2）”应在以下情况之一时进行：
- 新产品或老产品转厂定型时
- 正式生产后系统中设备或系统组成有较大变化
- 正常生产每 5 年 1 次
- 停产 2 年以上再次恢复生产时
- 出厂检验结果与上次型式检验有较大差异
- 国家有关机构提出要求时
型式检验项目分类（表 3 规定）：
- A 类项目： 有一项不合格则判定整批产品不合格
- B 类项目： 有一项不合格应加倍抽样检验，若仍不合格则判定该批产品不合格
抽样按 GB/T 10111 规定的方法进行，在出厂检验合格产品中抽取受试系统的各组成设备。
6. 标志、包装、运输及贮存（第 8 章）
Section titled “6. 标志、包装、运输及贮存（第 8 章）”铭牌内容： 型号名称规格及商标、MA 标志、防爆合格证编号、煤矿安全标志编号、关联设备型号名称、主要技术参数、防护等级、制造厂名称、出厂日期及编号。
包装要求： 采用复合防护包装类型，具有防雨、防潮、防尘、防震能力。随机文件包括产品合格证、使用说明书、装箱单及其他技术文件及随机备件。
运输： 包装后的产品在避免雨雪直接淋袭的条件下，可适用于水运、陆运及空运。
贮存： 应存放在通风良好、无腐蚀性气体的库房内。
7. 标准对照与工程实践建议
Section titled “7. 标准对照与工程实践建议”MT/T 757-2019 相比 1997 版的主要技术变化：
| 对比项 | 1997 版 | 2019 版 |
|---|---|---|
| 环境条件 | 单一规定 | 分井下/地面/存储三档 |
| 防爆要求 | 简要提及 | 引用 GB 3836 系列，细化 2/3 功率限制 |
| 供电电源 | 未规定 | 增加谐波和频率要求 |
| 分析仪器 | 简单描述 | 详细指标表 + 多方法分类（色谱/光谱/传感器） |
| 系统容量 | 未明确 | 明确 8/12/16/24 测点 |
| 工作稳定性 | 未规定 | 增加 2 天连续试验 |
| 气密性 | 未规定 | 增加试验方法 + 1% 判定标准 |
| 试验方法 | 分散在各处 | 集中第 6 章，结构完整 |
工程实践建议：
束管监测系统选型时，建议重点关注以下指标：
- 分析仪器的检测下限 — 一氧化碳、乙烯、乙炔等火灾标志气体的低浓度段检测能力直接影响早期预警时间
- 分析周期 — 色谱法 ≤ 20 min、光谱法 ≤ 2 min 的实际性能差异在实时监测场景下有显著影响
- 气路气密性 — 1% 的负压变化限值意味着管路连接件和密封材料的长期可靠性至关重要
- 防爆等级匹配 — 井下设备不仅需满足 GB 3836 系列，还需关注 IP54 外壳防护等级的维护