瓦斯及有毒、易爆气体浓度检测仪的研究与开发

近年来，我国煤矿多次发生瓦斯爆炸事故，瓦斯浓度检测已成为煤炭行业安全生产的突出问题。煤气作为一种可燃性、有毒气体，也是矿井大气中的重要组分，具有极强的危害性。随着单片机技术的进步，便携式仪器得到了迅速发展，其智能水平也有了明显的提高，逐渐成为一类主流的测量仪器。本文阐述了多组分气体的测量原理、及其软件硬件实现，设计了一种能检测瓦斯、煤气浓度的实用仪器。该仪器作为便携式多功能仪器，采用可充电电池供电，显示气体浓度值，并具有声光报警功能。     

矿井瓦斯检查工作中几个问题的探讨

便携式光学瓦斯检定器是煤矿井下使用最广泛的定量检测矿井瓦斯浓度的仪器。本文针对矿井瓦斯检查中仪器的对零点与待测点的温差值、挤压握球次数、综采工作面上隅角瓦斯浓度检测、使用光学瓦斯检定器检查其他气体浓度的方法及温度、气压校正等问题，提出了具体方法。     

基于光谱吸收的煤矿瓦斯光纤传感气体的研究

针对煤矿井下环境中的瓦斯气体,根据瓦斯气体分子在一定的波段对光有吸收特性,使光谱具有了瓦斯的特性,通过对煤矿瓦斯气体吸收光谱的分析,提出了一种光纤传感瓦斯气体及其系统。该系统以分布反馈式LD作为光源,采用InGaAs PIN作为光电探测器,通过理论分析得到二次谐波信号与气体的浓度和初始光强有关,因此检测二次谐波信号就可以获得气体浓度信息。实验表明该系统具有很高的灵敏度,传感系统的灵敏度达到10×10-6,精确度和稳定性等性能均可满足煤矿瓦斯气体检测要求。     

基于WiFi信息获取的矿用多参数气体测定仪设计

针对现有矿用多参数气体检测设备只能单向上传检测数据,无法获取瓦斯抽放管网中其余监测点检测数据,缺乏自动对比分析能力的问题,设计研制了一种基于WiFi信息获取的以嵌入式微控制器为核心的瓦斯抽放管道气体多参数便携式测定仪。该仪器能自动检测瓦斯抽放管网中气体的温度、压力、体积浓度（CH₄、CO、CO₂、O₂）,并根据节流件产生的差压信号计算气体流量。同时,利用WiFi无线通信,仪器能自动获取管网中其余监测点的检测数据并与当前检测结果进行对比分析,提高了各监测点检测结果的可靠性,且能及时发现瓦斯抽放管网中的异常节点,大大提升了瓦斯抽放管网的运行、维护效率。     

差分光学吸收光谱法精确测量煤矿瓦斯浓度

差分吸收光谱技术被广泛应用于测量大气中微量元素的浓度，并利用最小二乘法来反演待测气体的浓度，该方法是利用激光器发出激光并接收，在传输中，由于瓦斯气体分子在一定波段对光有吸收特性，使光谱具有了瓦斯的特性，在通过与光源发出的光进行比较，反演瓦斯气体在矿井中的浓度。它能实现在线自动监测。     

WTC瓦斯突出参数仪及其应用

ＷＴＣ瓦斯突出参数仪是煤炭科学研究总院重庆分院最新研制的一种用于测量瓦斯突出预测参数和工作面风流中瓦斯浓度的便携式智能仪器，是原ＡＴＹ瓦斯突出预测仪的改进型。文章介绍了该仪器的主要功能，测量原理，电路设计原理以及在矿井瓦斯突出预测以及瓦斯管理中的应用情况。     

WTC瓦斯突出参数仪及其应用

ＷＴＣ瓦斯突出参数仪是煤炭科学研究总院重庆分院最新研制的一种用于测量瓦斯突出预测参数和工作面风流中瓦斯浓度的便携式智能仪器，是原ＡＴＹ瓦斯突出预测仪的改进型。文章介绍了该仪器的主要功能、测量原理、电路设计原理以及在矿井瓦斯突出预测以及瓦斯管理中的应用情况。     

免维护的Pac 5000型个人瓦斯监测仪

《Coal International》2006年第3／4期报道，Draeger安全仪表公司新近推出一种Pac5000型个人瓦斯监测仪，使用方便，2年内用不着维修。它能探测出周围空气中的CO，H2S等有害气体或O2的浓度，对预测预防有害气体，保证安全生产很有帮助。Pac5000个人监测仪几经改进，具有液晶显示特点，能连续用大数字显示瓦斯浓度。这种小而结实的仪器装有新式传感器，2年内无需更换。仪器不能使用和电池用完时能发出警报。仪器外有橡胶套保护，可用夹具固定在工作服上。     

煤矿瓦斯光谱信号探测的数据处理

介绍了红外吸收光谱法测量煤矿瓦斯气体的基本原理,给出了遥感报警系统的结构框图。当含有瓦斯信息的红外信号经扫描望远镜后,经傅里叶光谱仪得到红外干涉图信号,经放大、A/D变换,得到数字化的干涉图数据,提供给主计算机进行处理和识别。由于瓦斯气体分子在一定的红外波段对光有吸收特性,使光谱具有了瓦斯的特性,通过比较,反演出瓦斯气体在矿井中的浓度。该方法克服了传统方法如气相色谱法实时性差的缺点,实现了完全非接触在线自动监测,真实反映矿井瓦斯的浓度。     

基于手持红外瓦斯检测的APP服务研究

为了解决煤矿井下瓦斯浓度检测过程中的方便快捷性、实时动态性、预测准确性等问题,采用了将便携式红外瓦斯气体检测仪与蓝牙通信、APP应用结合的思路,提出了一种新型的瓦斯浓度检测服务系统。与现有技术相比,突出的实质性技术特点是在瓦斯气体检测仪上加载了蓝牙传输协议,与移动设备对接,同时在移动终端对检测数据进行分析和处理,通过二次拟合调制出气体曲线,预测周边环境瓦斯气体浓度。结果表明,本系统将瓦斯气体浓度的检测扩展到Android平台,随时随地进行便携检测并在客户端操控检测数据作出预测,具有一定的实用价值。     

掘进煤巷中气体流动与瓦斯浓度分布的数值模拟研究

瓦斯爆炸是煤矿的重大灾害,掘进煤巷是井下瓦斯的主要来源之一。本文采用流体力学计算软件CFD,对煤巷掘进过程中的气体流动和瓦斯浓度分布进行数值模拟,得到了巷道内瓦斯的迁移行为和浓度分布随时间变化的规律。计算结果表明:掘进巷道爆破后,大量瓦斯气体迅速涌出,改变掘进工作面附近气体流动方向,局部瓦斯浓度迅速升高。随着时间的推移,瓦斯涌出量逐渐减小,掘进工作面附近漩涡分裂为两个较小漩涡并逐渐消失,回风巷道瓦斯浓度不断降低。     

便携式光学甲烷检测仪的改进建议和维修检测新方法

便携式光学甲烷检测仪是煤矿井下检测瓦斯的常规仪器,因其具有维修简单、维修费用低廉、能检测多种气体等许多优点,几十年来在我国煤矿井下检测瓦斯的工作中常用不衰.2001年版的<煤矿安全规程>对便携式光学甲烷检测仪的配备和使用做出了比以往更加明确的规定,在<规程>第149条中规定了:瓦斯检查工必须携带便携式光学甲烷检测仪检测瓦斯.由此可见,便携式光学甲烷检测仪在检测瓦斯工作中的地位和作用十分重要.在充分注意到便携式光学甲烷检测仪的重要地位和作用的同时,我们也和许多同志一样看到,该仪器做为一个产品,几十年一贯制、老面孔不改变,使该仪器在现实的瓦斯检查工作中存在些麻烦;该仪器的维修、检测方法也是几十年来没有较大的突破和进展,使该仪器在现实的瓦斯检查工作中存在些隐患.下面,结合我们近来在对该仪器的维修、检测方面所做的三个试验及对该仪器的改进建议谈些看法和想法,以与同行门相商榷.     

煤矿井下不同甲烷测定仪器的应用分析

为了更加准确地测定井下瓦斯含量,针对井下掘进工作面过旧巷、老空区时,因存在的二氧化碳浓度范围的不同,使用光干涉式甲烷测定器与便携式甲烷检测报警仪所测定的瓦斯气体浓度存在较大差别这一现象,通过现场多次实测验证和数据对比,分别从这两种仪器的构造、工作原理等方面分析了存在差别的具体原因以及给出了在二氧化碳不同浓度范围所应当正确选用的测定仪器,从而达到精确测定过旧巷、老空区时瓦斯含量的目的,便于采取有效的瓦斯防治措施,避免瓦斯事故的发生。     

光干涉型甲烷测定器对温度和气压的校准和修正

作为煤矿井下测定甲烷浓度的仪器,光干涉型甲烷测定器(光学瓦斯检定器)在国内正在得到推广使用。它在煤矿安全方面起着愈来愈大的作用,所以,正确地使用仪器并进行准确的测量具有重要的意义。光干涉型甲烷测定器和一般的光干涉型气体分析仪一样,它实质上是测定气样室(瓦斯室)和空气室两个气室中气体的折射率差,而这个折射率差和被测气体含量(体积)有线性关系,因此从测定折射率差可以确定被测气体的含量。由于气体折     

两种瓦斯检测仪器在庞庞塔煤矿上隅角测定数值不一致的原因分析

庞庞塔煤矿10-702工作面使用便携式甲烷报警仪和光学瓦斯检测仪测定的数值不一致,数据相差近1%。通过对比两种检测仪器的原理、现场试验以及实验室气体取样分析,排除了仪器本身、井下环境、其他气体成分对测定数值的影响,得出两种检测仪器测定数据不一致的原因是由于工作面上隅角O2浓度偏低导致光学瓦斯检测仪测定数值偏大所致,并有针对性地提出光学瓦斯检测仪实测数据的修正公式等措施以解决类似的现场实际问题。     

俄霍布拉克煤矿工作面上隅角瓦斯浓度误差探讨

为了解决俄霍布拉克煤矿5106工作面上隅角使用光瓦斯检测仪与甲烷传感器、气相色谱法测量的瓦斯浓度结果不一致的问题,通过现场测试和现场取气样在实验室进行分析的方法,研究了低氧浓度对光瓦斯检测仪测试结果的影响.研究表明,低氧浓度环境下,光瓦斯检测仪测量结果比甲烷传感器、气相色谱法测量的瓦斯浓度高,且氧气浓度越低,测量结果误差越大,其原因为氧气浓度偏低时,氮气等气体浓度增高,导致被测气体折射率增大,使测定结果偏大.通过实验可以测得修正系数,对误差结果进行修正,并有针对性地提出了降低3种检测仪器测量误差的措施,解决了现场实际问题.     

浓度和流量对瓦斯加热氧化净化率的影响

传统的瓦斯爆炸防治方法虽然具有一定的效果,但却存在着很大的局限性,为了从根本上解决瓦斯爆炸的危害,对绝热氧化法进行了实验研究,在实验条件下通过绝热氧化使瓦斯气体中的CH4在爆炸浓度以下（体积浓度1％－5％）,流量在25－90L／min时氧化成无毒,无爆炸危险的CO2和H2O,净化了瓦斯气体,通过系统试验,研究了浓度和流量对瓦斯气体加热氧化净化率的影响,为消除煤矿瓦斯积聚提供了实验基础和进一步研究的新途径。     

高瓦斯矿井采空区瓦斯与遗煤自燃综合防治技术

针对潞安集团某高瓦斯矿井综放开采过程中采空区煤层易自燃问题,以N2202工作面为工程背景,采用水平分支井对工作面瓦斯进行抽采,同时对采空区注入CO_2气体防治采空区自然发火。基于FLUENT通过CFD软件包对该工作面注入CO_2前后采空区内CH_4气体浓度进行数值模拟,结果表明,对采空区注入CO_2气体使得CH_4气体浓度梯度分布向采空区深部移动,并能有效对采空区内瓦斯积聚带瓦斯浓度进行稀释。CO_2气体的注入使得采空区内氧化带范围减小,同时致使吸附于煤体中的部分CH_4气体被置换出来,在防治采空区自然发火的同时有效提高了水平分支井对采空区瓦斯抽采效率。该研究成果为受煤层高瓦斯和自燃影响的矿井提供了一定的借鉴意义。     

黑白元件热特性的研究

<正> 目前,我国矿井瓦斯检测的主要手段是采用光学干涉瓦斯计。这种方法虽然准确、安全(在背景气体为正常大气组份时),但必须借助于人工的方法,且不能连续监视井下瓦斯浓度的变化。随着煤炭生产大幅度增长,尤其是在高浓度瓦斯矿井与综合机械化采煤工作面,更迫切需要一种能连续、自动检测瓦斯的仪器。近年来,我国许多单位不断     

风速对突出瓦斯气体逆流运移的影响研究

为研究突出瓦斯气体在巷道中受风速影响的逆流运移过程,确定井下突出瓦斯气体运移数学模型,以贵州某煤矿一段井下贯通巷道为原型,运用Fluent软件建立几何模型,设定相同工况下,模拟不同风速对突出瓦斯气体逆流运移过程的影响,分析不同时间、不同测点下瓦斯浓度峰值的变化情况,并以鸿辉煤矿为例进行现场验证。研究结果表明:发生突出后巷道内存在瓦斯逆流现象;瓦斯气体在巷道内的影响范围均随着传播距离的增大而增大,瓦斯浓度峰值随时间呈幂函数下降;风速越大,瓦斯气体排出巷道越快,瓦斯浓度峰值越小,距突出点越远,瓦斯浓度到达峰值越慢;经现场放炮验证,模拟结果符合实际。