煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)研究

賴立學(xué)

摘要：近年來，我國煤礦安全事故頻發(fā)，這已嚴(yán)重影響了煤礦日常生產(chǎn)和工人的生命安全，瓦斯爆炸已成為了目前煤礦生產(chǎn)安全的最大威脅之一，因此，煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)前十分必要的。文章希望通過對瓦斯預(yù)警技術(shù)應(yīng)用的探析，為我國煤礦安全生產(chǎn)做出有益的參考。

關(guān)鍵詞：煤礦安全;瓦斯;預(yù)警技術(shù);應(yīng)用

煤礦安全生產(chǎn)是煤炭產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的重要前提，對于保護(hù)煤礦工人的生命安全及貫徹“以人為本”的科學(xué)發(fā)展觀具有重要意義。瓦斯爆炸是目前煤礦安全生產(chǎn)的主要威脅之一，其預(yù)防措施工要是煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用。可見，煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)對于目前我國煤礦安全生產(chǎn)的重要性。本文立足目前煤礦生產(chǎn)背景，主要從煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)的系統(tǒng)原理、發(fā)展現(xiàn)狀以及應(yīng)用等方面展開對其的研究探析，以啟迪煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)在實際煤礦安全生產(chǎn)的更好運(yùn)用。

一、瓦斯預(yù)警技術(shù)的涵義及系統(tǒng)原理

煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)是指將預(yù)警原理、事故理論、煤礦瓦斯防治原理綜合運(yùn)用到煤礦實際生產(chǎn)之中，對整個煤礦的職能部門進(jìn)行有效檢測并及時掌控、分析、檢測獲悉的煤礦安全信息及數(shù)據(jù)，進(jìn)而在此之上進(jìn)行綜合而系統(tǒng)的計算與分析，給予實際危險狀況與發(fā)展趨勢的報告及評價，最終據(jù)此發(fā)出危險預(yù)警及響應(yīng)信號的技術(shù)。

煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)主要有三部分組成，分別是：瓦斯報警信號接收、傳感器技術(shù)及監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。三者構(gòu)成了瓦斯預(yù)警技術(shù)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在瓦斯預(yù)警技術(shù)工作運(yùn)行中互相配合，系統(tǒng)性的完成預(yù)警的效果。具體預(yù)警技術(shù)實現(xiàn)流程如下圖所示：

二、瓦斯預(yù)警技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀

隨著人類進(jìn)入近代工業(yè)文明時代，煤炭工業(yè)得到了迅速發(fā)展及應(yīng)用。同時，煤礦瓦斯的災(zāi)害也一直伴隨煤炭工業(yè)的發(fā)展。人類對于瓦斯災(zāi)害的防范史可以追溯到19世紀(jì)初英國對于安全燈的發(fā)明，之后各國都在致力于瓦斯預(yù)警的技術(shù)研究之中。20世紀(jì)70年代，波蘭推出了CMC-1型瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，可以有效檢測瓦斯、風(fēng)速、CO等參數(shù);90年代，美國更是在各大煤礦采用了以中央計算機(jī)為操控中心的瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)，對于實現(xiàn)煤礦安全的預(yù)警、預(yù)測具有重要意義。

我國近年來也在一直努力強(qiáng)化對于瓦斯預(yù)警技術(shù)的研究，20世紀(jì)末，全國多種型號礦井檢測系統(tǒng)通過了鑒定及運(yùn)用，大大推進(jìn)了我國煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)的邁進(jìn)，對于我國煤礦安全作業(yè)及管理起到了重要作用。然而，目前的瓦斯預(yù)警技術(shù)還存在著許多不足之處，如：傳感器質(zhì)量不到位等。這些問題使得瓦斯預(yù)警設(shè)備受到限制、精度及可靠性到不到實際現(xiàn)場作業(yè)的需要，于是，對于瓦斯預(yù)警技術(shù)的研究，仍是任重而道遠(yuǎn)。同時，由于要經(jīng)受諸多因素的綜合影響，瓦斯預(yù)警技術(shù)需要直接分析不同類型的數(shù)據(jù)信息等進(jìn)而形成局部的關(guān)于瓦斯實際狀況的初步認(rèn)識，最后經(jīng)過融合整理實現(xiàn)對礦區(qū)瓦斯災(zāi)害信息的系統(tǒng)全面把控，達(dá)到瓦斯災(zāi)害預(yù)警的效果。可見，整個系統(tǒng)技術(shù)的復(fù)雜性及綜合性，而我國實際的預(yù)警監(jiān)測能力總體有限，在日趨快節(jié)奏發(fā)展的今天，技術(shù)水平大多還滿足不了實際生產(chǎn)發(fā)展的需要。

三、瓦斯預(yù)警技術(shù)的應(yīng)用

（一）瓦斯報警信號接收的應(yīng)用

通常瓦斯預(yù)警系統(tǒng)采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，獲取礦井里的瓦斯?jié)舛鹊荣Y料信息，再進(jìn)行分析傳輸給監(jiān)控機(jī)房，大大提升了井下操作的可行性與安全性。不過，在實際操作運(yùn)行中也存在一定的問題，由于礦井出現(xiàn)預(yù)警信號需要從系統(tǒng)到人經(jīng)過一個反應(yīng)的過程，所以，當(dāng)檢測出的預(yù)警信號沒能及時傳達(dá)出去，則再科學(xué)而精確的系統(tǒng)設(shè)備也達(dá)不到真實的預(yù)防危險的效果。

（二）瓦斯傳感技術(shù)的應(yīng)用

目前在我國的瓦斯傳感技術(shù)中，傳感器的種類多以光干涉式、催化燃燒式及熱傳導(dǎo)式為主。然而，這些瓦斯預(yù)測傳感器還存在許多缺陷。如：熱傳導(dǎo)式傳感器由于受預(yù)測原理的限制，預(yù)測的精度性相對差、靈敏度較低且溫度漂移大。同樣，其他兩種瓦斯預(yù)測傳感器也存在著一定弊端，這些影響了傳感器技術(shù)在整個預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)中應(yīng)發(fā)揮的作用，降低了預(yù)警的實際效果。

瓦斯紅外傳感器的原理機(jī)制與常見的方式不同，另辟新境。瓦斯紅外傳感器利用紅外線吸收光譜的知識原理，通過單光源雙波長電調(diào)制技術(shù)等促進(jìn)工作運(yùn)行，有測量范圍較寬、精度較高誤差小、反應(yīng)快等優(yōu)點，可以實現(xiàn)連續(xù)地檢測瓦斯?jié)舛燃皵?shù)據(jù)顯示并及時轉(zhuǎn)化信號讀取及發(fā)送。在實際運(yùn)用中，紅外傳感器可以有效實現(xiàn)及時報警、超限聲光報警、自檢故障、信號斷電發(fā)送等，解決了以前難以克服的許多難題，進(jìn)一步提升了瓦斯預(yù)警的技術(shù)水平。

（三）檢控網(wǎng)絡(luò)預(yù)警系統(tǒng)的應(yīng)用

瓦斯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)預(yù)警系統(tǒng)對于預(yù)防及避免煤礦瓦斯危險具有重要作用，也是重要的有效預(yù)防措施，在整個煤礦預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)中占據(jù)著重要地位。瓦斯監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)預(yù)警系統(tǒng)是以計算機(jī)而組成的一個局域網(wǎng)，它的終端安裝在煤礦逐個工作面上的傳感器即瓦斯探頭上。在運(yùn)行時，系統(tǒng)利用傳感器將附近的瓦斯?jié)舛群康葦?shù)據(jù)信息及時測量分析出來，并在礦區(qū)的計算機(jī)上顯示，同時，系統(tǒng)自動上報給上級管理機(jī)關(guān)人員。

四、結(jié)束語

煤礦瓦斯爆炸等災(zāi)害，嚴(yán)重影響了礦區(qū)工人的生命安全及煤炭事業(yè)的健康長遠(yuǎn)發(fā)展，必須引起我們的高度重視。所以，我們必須樹立“以人為本”的煤礦管理理念，不斷加大對煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)的研究力度，促進(jìn)預(yù)警技術(shù)的不斷發(fā)展，滿足新形勢新生產(chǎn)的需求，降低煤礦生產(chǎn)的風(fēng)險性。在目前傳統(tǒng)技術(shù)與管理方法已經(jīng)不能滿足今天生產(chǎn)需要的情況下，我們理應(yīng)立足礦區(qū)實際生產(chǎn)情況，深入了解瓦斯變化規(guī)律、礦區(qū)地質(zhì)條件等因素對瓦斯災(zāi)害起因的影響，并在此基礎(chǔ)上不斷推進(jìn)我國煤礦瓦斯預(yù)警技術(shù)的準(zhǔn)確性、科學(xué)性的進(jìn)一步提高，力爭能夠防患于未然，保障煤礦安全生產(chǎn)。

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