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第九章 国内外瓦斯检查新技术、新工艺与新设备 我国煤矿瓦斯监控系统中配套使用的低浓度甲烷传感器基本上都是采用载体催化原理,瓦斯抽采监测系统中使用的高浓度甲烷传感器基本上都是采用热导原理 由于载体催化传感器存在抗高浓度瓦斯冲击的性能差、调校周期短等缺点,一直制约着瓦斯检测技术的发展。近几年,新材料在传感器元件上得到广泛的应用。新材料传感器元件的应用,使甲烷传感器与过去相比,具有测量精度提高、调校周期增长、使用寿命延长的优点。 一、新材料 1.新型甲烷传感器元件 (1)氧化物半导体气敏传感器元件。 (2)红外甲烷传感器元件。 (3)吸收型光纤甲烷传感器元件。 (4)模式滤光光纤甲烷传感器元件。 (5)纳米气敏甲烷传感器元件。 下面以应用于瓦斯抽采管道监控系统中的红外甲烷传感器与热导甲烷传感器各项指标的比较来说明新型甲烷传感器的特点,如表9-1所列 表9-1红外甲烷传感器与热导甲烷传感器性能对照表 指标 红外甲烷传感器 热导甲烷传感器 测范围 CH4(0~100%) CH4 (20%~80% ) 分辩率 高(0.01%) 低(0.1%) 测量精度 全量程≤真值的士7%, ≤真值的士10%,高、低端测量不准 反应速度 快 快 稳定性 长(可6个月调校1次) 短(15天调校1次) 元件寿命 5年(预期) 短(一般为1年) 功耗 低 低 抗干扰程度 不受目标气体成分湿度、温度、压力变化而影响测量 受目标气体成分、湿度、温度。压力变化对其影响非常大 价格 价高(0.9~1万元/台) 价低(0.2~0.3万元/台) 2. 新型材料 (1)氢氧化镍修饰镍电极。 2)碳纳米管复合膜修饰镍电极。 (3)钯电极修饰金电极。 (5)钯纳米粒子修饰钯电极。 (6)钯纳米修饰电极。 二、 新设备的应用特点 复合气体检测仪体积小、质量小,采用可充电锂离子电池连续工作18h,可同时检测、显示、记录瓦斯、一氧化碳、硫化氢、氧气4种气体的实时浓度,超大屏幕显示和声、光、振动报警,可以为矿工提供最为清晰和明确的危险警报。它是矿井内现有固定式监测系统的补充。例如,M40瓦斯监测仪,如图9-1所示。 产品特性 1.可任意选配且连续监测1~4种气体:可燃气体,O4,CO,H2S； 2.使用可充电锂离子电池持续运行18h; 3.声、光及振动报警,保留峰值读数,大液晶显示屏; 4.保质期为1年； 5.可选配一体泵及数据采集功能; 传感器进气口、采样泵接口、超大LCD显示、实时气体读数、LED报警灯、操作按键 图9-1M40瓦斯监测仪 国际认证:美国和加拿大:UL和CSA- Class I, GroupsA,B, C, D;T4; 美国煤安认证(MSHA),中国煤安认证(MA)。 附录 与煤矿瓦斯检查作业相关的淘汰设备及工艺目录 国家安全生产监督管理总局、国家煤矿安全监察局陆续发布《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录的通知(第一批)》(安监总规划(2006〕146号)、《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录的通知(第二批)》(安监总煤装(200849号)、《禁止井工煤矿使用的设备及工艺目录的通知(第三批)》(安监总煤装〔201117号),涉及煤矿瓦斯检查作业的淘汰设备及工艺目录如下: (1)非阻燃抗静电风筒。 (2)JBT局部通风机。 (3)一氧化碳过滤式自救器。 (4)ZH15型隔绝式化学氧自救器。 第十章瓦斯爆炸及煤与瓦斯突出事故 一、 因作业人员违章爆破引起瓦斯爆燃事故 2012年7月26日15时25分,山西阳泉盂县玉泉煤业有限公司井下规划区外硐底复采区对拉工作面发生一起较大瓦斯爆燃事故,造成9人死亡、28人受伤,直接经济损失792万元。 (一)事故概述 7月26日11时30分,生产矿长王某(当班跟班矿长)安排布置队组在井下1521机采面、1523准备面、硐底复采区对拉工作面及掘进工作面等地点作业。当班出勤188人,连同尚未升井的早6点班工人11人,当班井下工人共有199人 发生事故时硐底复采区共有63人。队长王某召开班前会,安排了工作,并带领一个组在对拉工作面旧面作业,李某带领一个组在对拉工作面新面作业,王某与4名工人在掘进工作面作业。 各组13时左右到达作业地点,按照分工进行作业。14时46分全矿井停电,地面主要通风机停风。井下停电、停风,大部分人员撤到运输巷。15时20分,主要通风机启动,工人们陆续返回运输巷和进风巷,等待工作面爆破后进行生产作业。15时25分,听到一声比爆破声响亮的爆炸声,接着一股黑烟冲出,工人们被爆燃的火