檢測礦井下有害氣體常用的甲烷CH4檢測方法
12月17日凌晨,貴州省安龍縣廣隆煤礦發(fā)生一起煤與瓦斯突出事故。我們在沉痛哀悼遇難者的同時,要做到前事不忘后事之師,煤礦生產(chǎn)中,安全重于泰山。
煤礦事故中,瓦斯爆炸和瓦斯燃燒造成火災(zāi)占很大比例,而且二者常常伴隨發(fā)生。發(fā)生瓦斯爆炸的主要原因是瓦斯在礦井中的聚集,瓦斯的主要成分是甲烷(CH4),約占83-89%,它是在成煤過程中形成并儲存于煤層中的氣體,是煤礦井下危害最大的氣體。
甲烷氣體無色、無味、無嗅,密度為0.7164kg/m3,它本身無毒,對人體的主要危害是超限時能引起人窒息死亡,但它具有易燃、易爆等特點,與空氣混合達(dá)到一定濃度后,遇高溫火源引起燃燒或爆炸,按體積計算,甲烷濃度在5.3-15.0%時具有爆炸性,甲烷氣體在礦井中的積累成為困擾煤礦安全生產(chǎn)的重大難題。
在我國煤礦安全事故中,瓦斯爆炸造成的傷亡占所有重大事故傷亡人數(shù)的50%以上,給國民經(jīng)濟、人民的生命安全造成巨大損害。為避免煤礦事故的發(fā)生,井下氣體的檢測非常重要。
常用的甲烷CH4檢測方法:
檢測甲烷氣體濃度的測量方法有:載體催化型、光干涉型、熱導(dǎo)型和紅外光譜吸收型,幾種檢測方法的特點見下表:
1,載體催化型。甲烷和氧氣在載體催化元件表面反應(yīng),放出反應(yīng)熱,使得元件溫度上升,電阻增加,通過測量電阻增量測定甲烷氣體濃度。成本低,不收環(huán)境影響,穩(wěn)定性強,電路設(shè)計簡單,但是只能應(yīng)用于可燃?xì)怏w檢測,檢測精度不搞,相應(yīng)速度慢,高濃度容易中毒,壽命只有一兩年。
2,光干涉型。光在空氣中和被測甲烷氣體中的傳播速度有差異,傳播過程中光程差的出現(xiàn)引發(fā)干涉條紋的移動,根據(jù)干涉條紋的位置可以檢測甲烷氣體的濃度。此方法濃度指標(biāo)不直觀、受氣壓、溫度、濕度影響較大,容易出現(xiàn)誤差。
3,熱導(dǎo)性。利用所測甲烷氣體與空氣的熱導(dǎo)率之差來實現(xiàn)對氣體濃度的檢測。熱敏原件工作溫度第,電壓不搞,本質(zhì)安全,使用壽命長。第濃度時候輸出小,零點漂移男控制,受水蒸氣和二氧化碳?xì)怏w的影響較大。
4,紅外光譜吸收型。不同氣體對紅外輻射有著不同的吸收光譜,某種氣體的特征光譜吸收強度和該氣體的濃度有關(guān),利用這一原理可以測量甲烷氣體濃度。此方法本質(zhì)安全,抗干擾能力強,靈敏度高,相應(yīng)速度塊,壽命長。但是成本較高,設(shè)備復(fù)雜,吸收弱。