井工矿井瓦斯监测新技术的研究
【摘要】为实现我国经济的可持续稳定发展，必须把企业的安全生产放在首位，煤矿企业要不断深化体制改革，加快对煤矿瓦斯检测技术的研究，提高煤矿瓦斯检测技术的应用水平，为煤矿企业的安全生产作贡献。甲烷是瓦斯的主要成分，当浓度达到一定范围后，遇明火就会发生爆炸，给矿井安全带来巨大隐患；依笔者来看，研究矿井瓦斯监测新技术对于解决矿井通风安全问题具有重要意义。
【关键词】瓦斯监测；新技术研究；KJD11监控器；WYS监测仪；预警系统
矿井瓦斯是煤矿企业安全生产重点关注的对象之一，但矿井瓦斯事故从未消失于人们的视线中。在历次众多煤矿重大矿难中，瓦斯事故至少占到2/3以上，这足以说明矿井瓦斯的威胁性与矿井瓦斯事故的严重性。我们知道，瓦斯事故产生的根本原因在于瓦斯积聚程度超出浓度的极限，而矿井因为重视程度不够或违规操作，导致悲剧的发生。为预防重大瓦斯事故的产生，一方面需要着重强调安全问题、提高生产安全意识外，还有赖于各类瓦斯监测监控系统的支持，下文就各类瓦斯监测新技术展开阐述。
1.WYS管道气体参数监测仪
WYS管道气体参数监测仪适用于煤矿井下瓦斯抽放系统的监测，可实时监测抽放管路中的瓦斯流量、温度、浓度、负压，自动计算出标准状态下的瓦斯流量与纯量。四种参数都为标准的200～1000Hz输出，能顺利地接入煤矿常用的KJ4、KJ66等安全监测分站，通过分站传送至地面计算机。值得一提的是，现今安全监测系统很多都具备抽放监控系统的软件模块，两者有机的结合，及时适应了煤矿“先抽后采”、“以抽为本”的实际要求。（1）监测仪的工作原理：流量测定采用了先进的涡街流量传感器，在流体中设置三角柱型旋涡发生体，当流体从管道流过时，在旋涡发生体两侧交替地产生有规则的旋涡，在一定流量范围内，该旋涡的发生频率与流速成正比，且不受流体的密度、粘度等介质参数的影响，通过测出旋涡的发生频率，准确得出管道内瓦斯的流量。（2）监测仪结构：由四个装在管道上的传感器和主机组成，主机是仪器的核心，主要任务是：供给传感器电源、输出频率信号以及对传感器数据进行处理、统计与显示。（3）适用范围：煤矿井下瓦斯抽放系统的监测，可实时监测抽放管路中的瓦斯流量、温度、浓度、负压，自动计算出标准状态下的瓦斯流量与纯量，能顺利地接入煤矿常用的KJ4、KJ66等安全监测分站，通过分站传送至地面计算机。
2.KJD11局部通风机自动切换监控器
在高瓦斯、煤与瓦斯突出的矿井中，基于其瓦斯涌出量大，通风机提供的风量也要相应增加。为了保证局部通风机安全、可靠、稳定运转，可以在掘进工作面实行双风机双电源供风，它的优点是降低了因风机停风造成瓦斯超限的机率，进一步保障了掘进工作面的安全生产，但需要解决双风机自动切换、风机运行状态监视以及风电瓦斯闭锁等环节如何与之配合的问题。为此需要设计一种监控器实现风机自动切换功能，于是KJD11局部通风机自动切换监控器应运而生。其主要功能有：（1）双风机自动相互切换。即使工作的一台风机出现故障停机后，也不会导致工作面的供风间断，其原因是此该装置根据检测反馈信息自动启动功能正常的风机。（2）双风机之间相互闭锁。一台风机处于运行状态时，另一台风机无法启动，以免强风损坏分风器和风筒。（3）风电瓦斯闭锁。当专用风机（或专用对旋风机的一级）停止运行后，装置自动切断工作面动力设备电源。通过接收监测系统分站的控制信号也可以进行风电闭锁和瓦斯电闭锁。（4）风机运行状态监测。可以自动连续监测风机（对旋风机的各级）的运行状态，并将此开关量信号传输至监测系统分站，实现风机运行状态的远程自动监测。（5）被控开关工作状态监视。以电压方式直接检测被控闭锁开关负荷侧电压的状态，并转换成开关量信号传输至监测系统分站，实现被控开关负荷侧状态的远程自动监测。（6）停风自保。当双风机因停电都处于停止状态时，一旦恢复送电，则两台风机均不会自动启动，以免在瓦斯超限且未处理的情况下自动送风。（7）装置设有观察窗，可以通过指示灯了解风机和被控开关的状态。
3.MD-1短消息瓦斯预警系统
所谓的短消息瓦斯预警系统是指以短信的形式，将工作面以及掘进面的系统分析与判断后产生的数据发送至指定负责人的手机或其他联系设备中，达到及时对瓦斯进行预警的目的。短信通知的形式可以分为系统发送与人为主动查询。前者通过系统设置即可完成，后者是指各级负责人如果想要主动了解工作面与掘进面的瓦斯监测情况，可编辑特定编码发送至MD-1短消息瓦斯预警系统，该系统接收到编码后，即刻做出反馈，准时将查询信息发送到查询人的手机中。如此以来，无论负责人身处何地，在手机有信息的前提下，都可以通过编辑特定编码的形式查询到各个探头的监测数据，从而做出正确与及时决策。
另外，在引用该系统时不需要更换现有监测系统，只要在现有监测系统的基础上增加本系统即可。该系统能提供各种监测数据的实时数据保存、汇总、分析；可以实现分级的人员设置管理；具有灵活的报警级别设置管理；可按时间段的超限统计信息。
4.矿灯瓦斯监测器
中国科学新近开发的微型瓦斯探测器，将一块专门用于瓦斯探测的处理器置于普通矿灯的蓄电池中，当矿灯处于环境的瓦斯浓度超过安全警戒线时，矿灯上的红色指示灯便开始持续闪亮报警，直至周围瓦斯浓度恢复正常。《煤矿安全规程》规定：入井人员必须携带矿灯和自救器，方可入井。这就是说如果用这种具有瓦斯检测报警功能的矿灯取代普通矿灯，相当于每个入井人员都携带了一个小型的瓦斯监测报警装置，一旦出现瓦斯超限入井人员就会及时发现并进行处理，大大减小了瓦斯积聚的现象，从而保证了生产安全。这种矿灯已在山西临汾等矿务局进行了使用和推广。
5.MGIS煤矿安全生产多参数信息管理监测系统
MGIS煤矿安全生产多参数信息管理监测系统能够及时、准确、完整地收集、处理各种安全信息，提高工作效率，统计、分析事故发生的原因、后果，预测可能发生的事故，为安全生产监督、管理，制定落实安全措施和计划提供可靠的生产现场第一手资料；同时可以形象、立体了解矿井各种信息。
这种系统的主要功能有：（1）图形显示功能：图形无极缩放、平滑漫游、定位显示；“鹰眼”显示、图形综合显示、自动标注；矿井实际距离自动显示；矿井主题的动态闪烁显示；图形编辑；图形数据的添加、修改、删除等功能。（2）查询功能：系统关键字查询功能、结果高亮度显示功能；查询结果统计显示、动态及定位显示和对比功能；查找结果排序、结果输出功能。（3）打印输出功能：地图及图形信息的筛选输出打印；打印统计及查询结果。（4）统计功能：设备查询统计；专题地图对风速、瓦斯浓度等分类统计，超限报警功能等。
6.结语
瓦斯监测技术是预防重大瓦斯事故的重要保障，虽然我国在瓦斯检测方面取得了许多重大技术突破，但鉴于矿山安全管理的特殊性，还需要进一步研究监控设备的性能与监控系统的稳定性。[科]
【参考文献】
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