伴隨著中國國民經濟的不斷增長,對煤炭需求量也大大提高,然后使得煤礦的安全生產面臨著一個十分嚴峻的問題。煤礦礦難事故頻頻發(fā)生,形成的原因有很多,這當中不少是因為瓦斯爆炸引起的。為了防止瓦斯爆炸事故的發(fā)生,除了加強井下作業(yè)人員的管理,優(yōu)化井下的作業(yè)環(huán)境外,還需要精確可靠適用范圍廣的瓦斯傳感器等氣體傳感器,這種傳感器需要非常精準的檢測氣體含量并傳輸信號到報警器,隨時做到有效處理。
煤礦瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體的總稱。有時也單獨指甲烷。瓦斯在空氣的體積分數(shù)達到一定的程度(5%~12%)時,在這些條件下可以和空氣中的氧氣發(fā)生劇烈的化學反應而形成瓦斯爆炸,對煤礦安全構成嚴重威脅。中國礦井瓦斯監(jiān)控技術經歷了從簡單再到復雜、從低水平再到高水平的發(fā)展過程。從新中國成立初期到20世紀70年代,煤礦下井人員主要使用光學瓦斯檢定儀、風表等攜帶式儀器檢測井下環(huán)境參數(shù)。20世紀60年代初期,中國開始研制載體催化元件,伴隨著敏感元件制造水平的提高與電子技術的發(fā)展,特別是大規(guī)模集成電路、微型計算機的廣泛應用,使監(jiān)控技術進入了新的發(fā)展時期。20世紀70年代瓦斯斷電儀問世,裝備在采掘工作面、回風港道等井下固定地點,實現(xiàn)了對瓦斯的自動連續(xù)檢測及超限自動切斷被控制設備的電源。在這之后,陸續(xù)研制了便攜式瓦斯監(jiān)控檢測報警儀、瓦斯報警礦燈。1983年到1985年,從歐美國家先后引進了數(shù)十套監(jiān)控系統(tǒng)及配套的傳感器和便攜式儀器裝備煤礦礦井,并相應地引進了部分監(jiān)控系統(tǒng)、傳感器與敏感元件制造技,因此推動了中國礦井安全監(jiān)測監(jiān)控技術的發(fā)展。1983年以來,國內有多種型號礦井監(jiān)控系統(tǒng)通過了技術鑒定,一步步實現(xiàn)了對煤礦礦井安全、生產多種參數(shù)的連續(xù)監(jiān)測、監(jiān)控、數(shù)據(jù)存儲和數(shù)據(jù)處理。近幾年,隨著計算機的發(fā)明和應用,特別是網絡和信息化建設的不斷發(fā)展,給瓦斯治理提供了機遇條件,煤礦瓦斯監(jiān)控網絡系統(tǒng)應運而生。這些裝備和系統(tǒng)的推廣與應用,豐富了我國煤礦安全監(jiān)控 產品的市場,改善了煤礦安全技術裝備的面貌,縮小了我國與國外先進技術水平的差距。
雖然現(xiàn)在在采煤方面科學技術和材料設備有了最大改進,但是頻繁發(fā)生諸如瓦斯爆炸、煤與瓦斯突出、礦井突水等重特大事故。針對煤礦安全生產中的共性、關鍵性與前瞻性的技術問題,以煤礦事故因素——瓦斯、粉塵、水災、等為重點研究對象,加強科技攻關,提高對煤礦主要災害的識別能力、監(jiān)測預警能力、防治與控制能力是當前煤礦生產的首要任務。煤礦安全裝備以及各種氣體傳感器是防治煤礦事故的重要手段,在防治災害事故中發(fā)揮了重要作用,但目前仍有許多裝備存在適應性不強、可靠性差的問題。因為現(xiàn)在井下常用瓦斯氣體傳感器有以下的缺點:第一觸媒有壽命限界。不同的環(huán)境劣化程度不一樣,壽命也不一定,但可推定其概略值。第二觸媒種類中有因水分引起急速劣化的,各廠商的產品不一樣,要根據(jù)預定使用場所做一番調查再決定。第三超過爆發(fā)上限(HEL)濃度的瓦斯無法燃燒而使輸出減少。使用于此種地反易發(fā)生危險要特別注意。給予目前現(xiàn)狀考慮開發(fā)新型瓦斯傳感器不僅有利于提高工作效率節(jié)約成本、更加有利于保障了礦井安全。
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