【安防知識(shí)網(wǎng)】2010年9月國(guó)家安全監(jiān)管總局、國(guó)家煤礦安監(jiān)局下發(fā)的通知中規(guī)定：2010年底前，全國(guó)所有煤礦建設(shè)完善礦井監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦井下瓦斯、一氧化碳濃度等的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，為煤礦安全管理提供決策依據(jù)。確實(shí)，作為“煤礦頭號(hào)殺手”的瓦斯爆炸，如果在瓦斯?jié)舛瘸瑯?biāo)前就能及時(shí)檢測(cè)到，并做好防患措施，那么就能真正將事故扼殺在萌芽時(shí)，而瓦斯/可燃?xì)怏w安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就擔(dān)任著此重要角色。
表1 三種類型的瓦斯傳感器對(duì)比
瓦斯安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用瓦斯傳感器對(duì)瓦斯?jié)舛冗M(jìn)行監(jiān)測(cè)，當(dāng)瓦斯?jié)舛瘸^1%的濃度時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，后端監(jiān)控中心人員可即刻采取應(yīng)對(duì)措施，如加大排風(fēng)量或暫停開采。該系統(tǒng)主要監(jiān)測(cè)的對(duì)象有：甲烷(瓦斯)CH4濃度、一氧化碳CO濃度，二氧化碳CO2濃度等。據(jù)天地偉付月文介紹，其中主要的檢測(cè)工作包含以下幾方面。
· 工作面監(jiān)測(cè)參數(shù)檢測(cè)：開?？刂?、瓦斯?jié)舛?、一氧化碳濃度、溫度、粉塵濃度、風(fēng)速和風(fēng)門等;
· 通風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)：開停狀態(tài)、振動(dòng)量、軸承溫度、電機(jī)電流、負(fù)壓等;
· 變電所電力參數(shù)檢測(cè)：功率、電壓、電流、開關(guān)狀態(tài)與控制等;
· 皮帶機(jī)運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)檢測(cè)：開停控制、煤位、煙霧濃度等;
· 泵房控制器檢測(cè)控制：水泵開?？刂?、水位監(jiān)測(cè)等。
傳感器是主角
開灤(集團(tuán))有限責(zé)任公司技術(shù)中心高級(jí)工程師程玉祥表示：“瓦斯安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的性能好壞主要取決于傳感器。”傳感器作為瓦斯泄漏的檢出及濃度的測(cè)定，一般可分為接觸燃燒式、半導(dǎo)體式、熱傳導(dǎo)式熱阻體式三種(表1)。
1、接觸燃燒式瓦斯傳感器
催化燃燒式氣體傳感器利用其氧化燃燒特性，來檢測(cè)空氣中可燃?xì)夂浚纯扇夹詺怏w(H2、CO、CH4等)與空氣中的氧接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生反應(yīng)熱(無焰接觸燃燒熱)，使得作為敏感材料的鉑絲溫度升高，電阻值相應(yīng)增大?？諝庵锌扇夹詺怏w濃度愈大，氧化反應(yīng)(燃燒)產(chǎn)生的反應(yīng)熱量(燃燒熱)愈多，鉑絲的溫度變化(增高)愈大，其電阻值增加的就越多。故只要測(cè)定作為敏感件的鉑絲的電阻變化值(ΔR)，就可檢測(cè)空氣中可燃性氣體的濃度。但是，使用單純的鉑絲線圈作為檢測(cè)元件，其壽命較短，所以，實(shí)際應(yīng)用的檢測(cè)元件，都是在鉑絲圈外面涂覆一層氧化物觸媒。這樣既可以延長(zhǎng)其使用壽命，又可以提高檢測(cè)元件的響應(yīng)速度。
2、 半導(dǎo)體式瓦斯傳感器
半導(dǎo)體瓦斯傳感器利用半導(dǎo)體表面吸著瓦斯時(shí)導(dǎo)電率會(huì)變化而做成，所采用的半導(dǎo)體材料多數(shù)是SnO2，ZnO，F(xiàn)e2O3 等。電導(dǎo)度隨著有無附著瓦斯而改變，如新鮮空氣通過檢測(cè)器時(shí)電流極穩(wěn)定，但是當(dāng)瓦斯氣體如甲烷、丙烷等接觸到檢測(cè)器表面時(shí)，由于瓦斯?jié)舛鹊纳撸瑱z測(cè)器阻抗立即降低，電流出現(xiàn)變化，故只要測(cè)定電流值，就可檢測(cè)瓦斯?jié)舛?。目前此傳感器較受歡迎。
3、 熱阻體瓦斯傳感器
利用熱阻體組件的熱傳導(dǎo)式瓦斯檢測(cè)方式是可靠度極高的瓦斯傳感器。熱阻體瓦斯檢測(cè)器有如下困難：必須將熱阻體組件的長(zhǎng)期變化降到可忽視的程度，使得瓦斯檢知用組件和補(bǔ)償用組件的熱損失必須不影響其實(shí)用性;加上熱阻體式瓦斯檢知裝置在常溫常壓時(shí)，因水蒸氣的熱傳導(dǎo)率較高，所以此系統(tǒng)易受濕度的影響，雖然可檢知不燃性瓦斯，但卻不易測(cè)定熱傳導(dǎo)的瓦斯，故此類傳感器在煤礦中的應(yīng)用并不多。
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