红外瓦斯传感器在煤矿监测系统中的应用
煤矿安全生产新技术
煤矿安全生产新技术煤矿安全生产一直是一个重要的社会问题，而新技术的引入在改善煤矿安全生产方面起到了重要的作用。
下面我们将介绍一些新技术在煤矿安全生产中的应用。
首先是无人机技术。
无人机可以实时监测煤矿区域的情况，包括矿井洞口、巷道、储存区域等地点。
无人机可以高效地巡查煤矿区域，避免了人工巡查时可能遇到的安全风险。
同时，无人机还可以配备红外热像仪等高科技设备，帮助发现潜在的火灾和瓦斯泄漏等安全隐患。
其次是传感器技术的应用。
煤矿中可以安装各种传感器，用于监测矿井内外的环境状况。
例如，温湿度传感器可以及时探测出矿井中的高温和高湿度情况，防止工人中暑和低温病等职业病的发生。
气体传感器可以实时监测矿井中的有害气体浓度，及时采取措施避免瓦斯爆炸事故的发生。
此外，还可以使用智能传感器来监测矿工的身体状况，及时发现并处理工人的疲劳和身体不适情况。
再者是无线通信技术的应用。
在煤矿中，工人往往需要在巷道等狭窄空间进行作业，而传统的有线通信设备容易受到煤尘和湿度等因素的影响。
因此，引入无线通信技术可以更好地保障工人之间的联系。
无线通信技术不仅可以提高工作效率，还可以及时传达紧急情况，提醒工人采取安全措施。
最后是人工智能技术的运用。
人工智能可以实现对煤矿生产流程的自动化管理，减少人为操作带来的安全隐患。
例如，通过人工智能技术可以自动监测矿井内的工人流动情况，避免工人集中在某一区域造成的安全风险。
此外，人工智能还可以根据历史数据分析，预测煤矿发生事故的概率，提前采取预防措施。
总之，新技术在煤矿安全生产中发挥了重要的作用。
无人机技术、传感器技术、无线通信技术和人工智能技术的应用，极大地提高了煤矿安全生产的效率和质量，减少了事故的发生。
随着科技的不断进步，相信新技术在煤矿安全生产中的应用还会不断增加，为煤矿安全保障做出更大的贡献。
煤矿安全生产一直是全社会高度关注的问题。
煤矿作为我国能源产业的重要组成部分，其安全生产事关国家安全和社会稳定。
煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范-
煤安监技装〔2019〕29号
二、做好安全监控设备的装备工作
煤矿企业要按照《AQ1029标准》的规定， 将监控设备安装到位。甲烷、馈电、设备开 停、风压、风速、一氧化碳、烟雾、温度、 风门、风筒等传感器的安装数量、地点和位 置必须符合要求。中心站要装备2套主机，1 套使用、1套备用，确保系统24小时不间断 运行。
3.5 零点漂移 zero drift 元件在新鲜空气或甲烷空气混合物中工作时，其零 点的变化。
3.6 灵敏度 sensitivity 元件工作在规定工作电压或规定工作电流时和某一 浓度甲烷气体起反应时，电桥的输出值与甲烷气体 浓度之比。
AQ 6202-2019 煤矿甲烷检测用载体催化元件
3.7 灵敏度漂移 sensitivity drift 元件在新鲜空气或甲烷空气混合物中工作时，其 灵敏度的变化。
3.8 寿命 life-span 元件在某一浓度甲烷气体中工作时，其灵敏度下 降到初始值某一百分率时的时间。
3.10 响应时间 T90 response time 甲烷浓度发生阶跃变化时，电桥输出达到稳定值 的90％的时间。
AQ 6202-2019 煤矿甲烷检测用载体催化元件
分类
4.1 元件按工作方式分为： a) 连续式元件：能长期连续正常工作的元件。 b) 间断式元件：以10 h为周期能连续正常工作的元件。 【说明】间断式元件的工作时间由8h改为10h，是为满
控系统装备联网和维护使用工作的指导意见》(安委 办[2019]21号)，煤矿在用安全监控系统的原制造单 位按《煤矿安全监控系统通用技术要求（AQ62012019）》制造并取得新的煤矿安全标志证书后，应负 责在用系统的改造工作。改造的重点：一是采用统一 显示格式的系统软件；二是按新的煤矿安全标志证书 确认的系统配置安装或更换稳定性为15天以上的传感 器或传感元件等关联设备，严禁使用未经国家授权的 安全生产检测检验机构进行安全联检的关联设备。
煤矿瓦斯监测无线传感器网络系统的研究
[4] GARCIA E A,FRAN K P M.On the Relationshipbetween Observer and Parameter Identification BasedApproaches to Fault Detection[C].Proc.of IFACWord Congress,USA,1996:25～29.[5] 叶 昊,王桂增,方崇智.小波变换在故障测检中的应用[J].自动化学报,1997,23(6):736～741.[6] QIAN Yu,L I Xiuxi,J IAN G Yangrong,et al.AnExpert System for Real2time Fault Diagnosis of Com2 plex Chemical Processes[J].Expert System withApplication,2003(4):425～432.[7] 刘洪刚,吴建军,陈启智.基于模型的定性推理故障诊断方法的研究[J].系统工程与电子技术,2002,24(6):8～9.[8] 王 东,刘怀亮,徐国华.案例推理在故障诊断系统中的应用研究[J].计算机工程,2003,29(12):10～12.[9] ZHAN G Wenxiu,WU Weizhi,J IAN G Jiye,et al.Rough Set Theory and Method[M].Beijing:SciencePress,2001.[10] 国家煤矿安全监察局.煤矿安全规程[M].北京:煤炭工业出版社,2001. 第1期 2007年2月工矿自动化 Industry and Mine Automation No.1 Feb.2007 文章编号:1671-251X(2007)01-0005-04煤矿瓦斯监测无线传感器网络系统的研究3王 建, 王汝琳, 王学民, 何晨玲(中国矿业大学(北京校区),北京 100083) 摘要:针对矿井瓦斯事故频发、现有矿井瓦斯监测有线通信系统急需向无线通信系统改进的实际情况,文章提出了将分布于井下的所有瓦斯传感器节点纳入一个智能化、结构灵活的无线网络系统,组成以传感器节点为依托的层次化且具有本安特性的瓦斯传感器网络系统。
光纤瓦斯传感器在煤矿瓦斯气体监测中的应用
可燃、可爆 性气 体，其爆 炸上 限为 １ ％，下 限为 ５ ６ ％，当瓦斯浓度 为 ９５ ．％时 ，其爆炸威力最大 ，瓦斯爆炸
所 引 发 的 事 故在 矿 山 开采 历 史 上造 成 了 极 大 的 危 害 。 煤矿 安 全 规 程 规 定 瓦 斯 浓 度 超 过 １５ ．％就 算 事 故 并要 追 查 事故 原 因 ［。 鉴 于此 ， 很 久 以 来各 国科 学 工 作 者 对 瓦 斯 浓 度 的 测 量 作 了不 懈 的 努 力 ，现 已研 制 出 的干 式 、 １ 】
（ ４）
出射 光 强 正 比 于 电场 强 度 模 的 平 方 ， 写 可
成：
１＝１ ｘ （２ Ｋ ） ｏ ｐ－ Ｋｏ Ｌ ｅ
（） ５
度测量 的理论基 础 。
由 此 ＝ 筹＝
一
（） ６
２ 、光 纤瓦斯传感 器 的特 点
由 于 光 纤 瓦 斯 传 感 器 采 用 光 谱 吸 收 或 光 的 折 射 原 理 检 测 瓦 斯 气 体 的 浓 度 ， 利 用 光 纤 传 递 信 号 ， 所 以 与 常 规 的 传
二 、光 纤 瓦 斯 传 感 器 的 检 测 原 理 及 特 点
１ 光 纤 瓦 斯 传 感 器 的检 测 原 理 、
一
输入光强 。
入 射 光 强度 与 气 体浓 度 表 示 关 系 如 图 １ 示 。式 （ ）表 明， 如 果 三与 已知 ，那 么通 过 检 测 ， 矗就 所 １ 和
可测 得 甲烷 气 体 浓 度 Ｃ 。
・ 黧
Ｐｒ ｏｄＵ ｓ Ｆ ｃｔ ｅａ ｕｒ ｔ ｅ
在 光 纤 传 感 器 设 计 中 ， 用 复 数 折 射 可 率 来 描 述 气 体 的 吸 收 。 通 过 气 体 的 入 设 射 平 面 波 为 Ｅ ｐｉ ｔ 则 关 于 出 射 光 ｏｘ（ｏ ｅ ｃ ），
红外甲烷传感器在煤矿安全中的作用
固Ⅲ珥豳
Ｍｉ Ｓｆｙ ｎ ａｔ
红外 甲烷传感器 在煤矿 安全 中的作用
０ 中国空间技 术研 究院 于东波
近年来 ，瓦斯 （ 主要成分为 甲烷 ，分子式 Ｃ 事故 安全检 测系统兼容 。 Ｈ ） 成为煤矿安全 的第一杀手 。控制煤矿重特大事故 的关键 是要 有效地预 防和遏制瓦斯事故 ，而解决瓦斯突 出及爆
现 场 运 行 表 明 ，Ｇ Ｇ ０ 红 外 甲烷 传 感 器 工 作 稳 定 ，性 Ｊ １Ｈ
能可靠 ，技术先进 ，达 到了国际先进 水平 。
灾害预测预警的关键技术装备。
红 外 甲烷传 感器 工作原 理 现有 甲烷检 测手 段及 问题
红外 甲烷 传 感 器 是 利 用 甲烷 对 ３ ３ ｉ波 长 的 红外 ．３ ｎ
目前 ，国内煤矿所 用的甲烷传感 器绝大 部分采用载 光 有一极 强的吸 收峰 ，而杂质气体 中影响较大的水蒸汽 体催化型（ 催化燃烧型） ，这种方法 虽然可以进行瓦斯 检 和二氧化碳则并无 明显吸收这个光谱特性 ，来实现 甲烷
测 ，但存 在使 用 寿命 短 、工 作 稳 定 性 差和 调 校 频 繁 的 致
ｂｉ Ｓｆｙ 唧眶 ｌ 。 ａ ｔ圈 ｎ 。
如上 图所示 ， 见光——红外光 源发出的光在气室 的 测 量 误 差 进 行 实 时 校 正 。 由于 温 度 对 红 外 气 体 分 析 的 可
内经 反 射 后 ，分 别 经过 两 个 滤 光 片 进 入 红 外 传 感 器的老化 ，严重制约着对瓦斯的有效 、准确检 测。 等发达 国家多年来一直在研究将红外吸收光谱技术应用
于 甲烷 检 测 ， 终于 在 ２ ０ 年推 出 了煤 矿 用 红 外 甲烷 传 感 ０４ 器 。该 产 品 一 经 推 出 ，即 受 到 了 各 国 广 泛 重 视 。
红外瓦斯传感器在小煤矿的应用的可行性分析
家政策 的引导在煤矿上也逐步 的进行 了应用。
开 设在 高年级后半段 。开设课程 的前提是学 习 过Ｃ 语言 与数 电模 电。但 是我再 大赛 中培训 的 选手 都是ｌ ～２ 年级 的新生 ，他们 中大部分人 在 参加单 片机培 训之 前都是一张 自纸 多名选手 在全 国大赛 中优异 的成绩证 明，单片机学 习并 不 一定需要前面 多门课程 的扎实 基础。通过 教
射得 以通过到达探测器 ，而其他波段 的光强 受 皇 卜 １ 苎 塑 一竺 璺 塑 ｌ ！ 墨Ｐ － ｌ 篓 璺 苎 ｌ ｉ 到抑 制无法通过 。探测器 检测到的即为 甲烷 气 重 — …… … ！ … 一 一 ｉ 体特征 吸收线处 的光 强。参考光路使用 的红外 本 文主 要从重点分析 红外瓦斯传感器工作 圈２ ． １红外吸收瓦斯传感器组成图 原理 、对 比分析各 类瓦斯传感器 的优缺点 、分 滤光 片的中心波长选 在绝 大多数气体都不会涉 再 磊… …… ； … ………。 。 。 …… …………。 。 ｊ 及 的波 段，通常在选 取４ 析 小煤 矿应用 的实 际情况 ，最后 总结分析 了红 。 ． ０ ｐ ｍ 附近波长 。其示 外瓦斯传感器在 小煤矿推广 的可行性。 意图如 图２ ． ３ 所示。由此 可以看到红外检测元件 ２ ． 红外瓦斯传感 器的工作原理 的气体选择性较好 ，不受其它气体的影 响。 ２ ． １红外吸收 型原理 磐 谴 光 片 热 搜 《 器 红外吸收型的全称是红外光谱吸收型 “ ， 图２ ． ２红 外检测元件结构 示意图 是通过检测气体透射光强或反射光强的变化来检 测气体浓 度的方法 该方法 的基础 是每种气体 ２ ． ３红外检测元件组成 分子都有 自己的吸收（ 或辐射） 谱特征，只有当光 红 外检测 元件一般包括红 外光源、采样气 源的发射谱与气体吸收谱重叠时才会发生吸收现 室 、滤光 片和红 外探测器 四部分 。为了减小 爱‘ ： 象 ，吸收后的发射谱光强将发生变化，因而具有 红外光源 的背景干扰 ，一般采用两路 信号的结 图２ ３气体吸收崦示意图 高度的选择特性。当一束红外光通过充有气体的 构 ，一 路作为测量信 号 ，一路作为 参考信号 ， 气室时，如果红外光光谱恰好覆盖一个气体吸收 如图２ ． ２ 所示 。 ２ ． ６红外探测器 线 ，那么部分光就能被该气体吸收并转化为分子 ２ ． ４红外光源 透过 滤波 片 的光 能量 需转 换 成 电信 号 才 振动和能量 ，使红外光的光强发生相应 的衰减。 为 了最终得到有效 的测 量信号 ，红外光源 能用 于处理 ，而这 一过程 是通过红外探 测器来 根据朗伯一 比尔 （ Ｂ ｅ ｅ ｒ － Ｌ ａ ｍ ｂ ｅ ｒ ｔ ） 定律 Ｊ ，即可推算 在气体 强烈吸收 红外辐 射的波段处 应具有较高 完成 的 ，探测器 的光 敏层 由锂、钽酸盐单 一晶 出气室中气体的浓度 的辐射 能量 ，也就是 说 ，它必须提 供测量所需 体化 合物组成 的薄板 电容器组成 ，锂钽 是一种 Ｉ （ ） ＝ Ｉ ｏ （ ） ｅ （ ２ ． １ ） 的足够 的光强 。 目 前 ，一些 中红外 区域的大功 热电晶体 ，当它被加热时便反 向承载 ＿ ５ 】 。如 图 式２ ． １ 中：Ｉ （ ｚ ） 为红外 光被气体 吸收后 的 率红外 线发射管其价格 偏高 ，所 以红外气体检 ２ ． ４ 所示 ，描述 的是 红外辐射 线变成 为 电信 号 能量 ； 测元件 一般采用 以钨 丝为灯丝 的白炽 灯作为红 的过 程 ，通过一个 窗口或红外过滤器 ，传输 率
监测监控系统在煤矿中的重要性
监测监控系统在煤矿中的重要性学院：姓名：学号：摘要：瓦斯是以甲烷为主的有毒有害气体的总称，在煤矿采掘生产过程中，会不断涌向采掘空间，对井下生产活动造成严重的安全威胁，是煤矿五大灾害之一，所以，时时刻刻防止瓦斯超限在煤矿生产工作中非常重要。
随着现代科技发展，安全监测监控系统在煤矿中应用越来越广泛，利用各类传感器对生产系统进行安全监测，对井下各掘进面瓦斯浓度进行监控，可为煤矿安全生产提供一定保障性。
引言：生产是人类社会存在和发展的基础。
如果生产中存在各种隐患、存在各种不安全因素，那么生产就无法顺利进行。
因此，安全是生产的必须条件。
生产中只有安全有了保障，才能持续、稳定发展。
所以我们要时刻牢记"安全第一"的理念，我们要不停的付出实际行动，确保有安全再生产。
对于煤矿安全生产而言，防止瓦斯超限非常重要，它是生产的大前提，是安全的根本，所以各种防治瓦斯超限的技术便应用而生，其中就包括监测监控技术。
因为不同监测监控系统相互联网监测，可以完成监控数据的采集、传输、处理及预警控制等多项任务。
所以说瓦斯监测检测系统，传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术和控制技术等多种技术便伴随煤炭工业发展而逐步发展起来了。
一．瓦斯安全监测监控系统的作用为了落实国家提出的“先抽后采、以风定产、监测监控”瓦斯治理十二字方针后，全国各国有煤矿矿井基本上都购置安装了安全监测监控系统，实现了对井下瓦斯、一氧化碳、风速、风压、温度、风机开停、风门开关的自动、连续、集中监测和瓦斯超限、报警断电，曾多次避免了各类瓦斯和火灾事故。
大部分矿区还实现了全局、全省监测数据联网，对煤矿安全生产起到了重要的促进作用。
矿井安全监测监控系统是传感器技术、信息传输技术、计算机应用技术、电气防爆技术和控制技术等多种技术在矿井安全生产监控领域应用的产物，对保障煤矿安全生产，提高生产效率和机电设备的利用率都具有十分重要的作用。
二．瓦斯监测监控系统的组成矿井安全监控系统一般由四部分组成1.中心站（1）中心站系统组成中心站由监控主机工控服务器、系统监控软件、网络附件系统、电源系统、网络打印机、中心监控大屏系统、大屏幕控制软件、大屏幕控制开关电源等组成。
矿井瓦斯抽采管网计量监控系统现状研究与分析
矿井瓦斯抽采管网计量监控系统现状研究与分析1摘要：瓦斯抽采管网计量监控系统是煤矿安全监测监控中最为重要的组成部分，本文就我国煤矿目前常用的瓦斯抽采管网计量监控系统进行了详细的对比研究与分析，并总结得出了其优缺点，结合松藻煤电公司瓦斯泵站所采用的不同抽采管网计量监控系统进行现场应用研究和对比分析，发现CGWZ-100瓦斯抽采管网计量监控系统在实现瓦斯抽采准确、稳定、方便、经济等方面具有巨大的优越性，这对我国煤矿选择瓦斯抽采管网计量监控系统有一定的指导意义。
关键词：瓦斯抽采；管网计量；流量计；浓度传感器；监控系统瓦斯治理十二字方针是“先抽后采、以风定产、监测监控”。
“先抽后采”就是在煤层、特别是突出煤层开采之前，必须对煤层中的瓦斯进行抽采，消除突出后再开采煤层，为安全生产创造条件，它是防治瓦斯的基础，是从源头上治理瓦斯灾害的关键举措。
精度高、稳定性好、易于安装和维护的瓦斯抽采管网计量监控系统不仅能够实现煤矿井下瓦斯抽采连续实时在线监测，取代大量人工井下检测；同时精确测定瓦斯抽采参数也是准确判定突出煤层消突效果、保障安全生产的必要手段；另外可以实现分段计算工作面抽采量、抽采率，为瓦斯抽采效果评价提供依据。
1、矿井瓦斯抽采计量监控系统现状研究瓦斯抽采管网计量监控系统主要有两个最重要的参数：瓦斯流量和浓度，这两个参数（尤其是流量）的准确监测能够最直观的反映整个管网计量监控系统的成功与否。
矿井瓦斯抽采计量监控系统现状主要针对抽采管网流量监测技术和浓度监测技术的研究。
1.1、抽采管网流量监测技术研究目前可用于煤矿井下管道瓦斯抽采流量监测的流量计主要有：孔板流量计、涡街流量计、V锥流量计、旋进漩涡式流量计和循环自激式管道瓦斯流量计等。
1.1.1瓦斯抽采管道流量传感器性能介绍、对比（1）孔板流量计：孔板流量计的原理是流体在流经管道内径的节流件时，流速将在节流件处形成局部收缩，因而流速增加，静压力降低，于是在节流件前后便产生了压差，依据压差来衡量流量的大小。
煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决措施分析
煤矿安全监测监控系统在应用中存在的问题及解决措施分析摘要：随着煤矿行业的发展以及国家对煤矿安全重视程度的不断提高，煤矿安全监测监控系统在煤矿生产中的应用越来越广泛。
实际上，尽管这些系统在确保矿工安全方面发挥了重要作用，但在实际应用中仍然存在一些问题。
本文将分析相关问题，并提出有效解决措施，为我国矿业发展提供可参考意见。
关键词：煤矿；安全监测；安全目前，我国开采煤矿的主要方式是人工采矿。
我国矿区地形多样，大多数矿洞深度较大，洞内情况难以人为观察清楚，如若缺少有力的保护措施，一旦出现瓦斯泄露、透水等情况，不仅会带来难以估算的经济损失，更会使无数矿工的生命安全受到威胁。
自我国大幅开采煤矿以来，发生过一些程度较为严重的煤矿事故，因此，要想使得国内煤矿开采工作顺利且安全进行，有效的煤矿安全监测监控系统是必不可少的。
国家有关部门对煤矿矿井中瓦斯标准作出了明确规定，近年来大多数煤矿企业都已配备了符合要求的安全监测系统，但受各方因素影响，安全监测监控系统在实际的煤矿开采工作中没能最大程度发挥作用，以往的安全隐患依旧存在，矿工与企业的利益难以保障。
就目前实际情况来看，探究煤矿安全监测监控在应用中出现的问题并积极寻求解决办法是国内煤矿企业的首要任务。
一、煤矿安全监测监控系统应用中存在的问题（一）购置的安全监测监控系统产品不合格在煤矿安全监测监控系统的应用中，经常出现购置的安全监测监控系统产品不合格的问题。
部分煤矿购置的安全监测监控系统缺乏相关的标准认证，无法保证系统的质量与性能。
这类系统极易系统存在隐患，无法在关键时刻提供准确可靠的监测数据，使得煤矿发生安全事故的风险大幅提高。
还有一些安全监测监控系统在购置后，未经过详细的需求调研与系统配置，导致监测监控系统无法满足煤矿的实际需求。
例如，监测点的布置不合理、监测参数的选择不适宜，都会影响监测系统的有效性与实用性。
安全监测监控系统属于精密作业工具，质量低劣的传感器设备，无法稳定地采集到准确的监测参数。
煤矿用传感器现状及研究方向探讨
煤矿用传感器现状及研究方向探讨郭玉彪（山西潞安集团司马煤业有限公司，山西，长治）摘要：针对煤矿用传感器使用过程中出现的问题进行分析梳理和总结，并结合实际的工程应用提出了一些针对性的解决思路，并对今后传感器类产品研究方向进行探讨，提出一些意见和思路。
关键词：煤矿；传感器；误报警；维护0 概述煤矿安全一直以来备受重视，特别是煤矿安全监测监控系统，其是否能够安全、可靠的运行直接影响着煤矿安全和生产。
随着《煤矿安全规程》、AQ6201-2006、AQ1029-2007及其他各类标准的实施[1]，煤矿对安全的重视程度达到了空前，使得煤矿井下的传感器越来越丰富，本文就煤矿用传感器的使用过程中出现的一些现象和问题作一阐述和总结，并结合多年的煤矿实践经验提出了相应的解决思路及研究方向进行探讨。
1 矿用传感器使用现状1.1传感器的误报问题煤矿井下安全监测监控系统中的传感器90%以上采用频率传输，在实际的使用过程中时常出现“冒大数”、“倍频”等现象，从传输上分析其原因主要有：1）传感器信号向分站传输的制式大都采用200~1000Hz频率，分站采集采用脉冲计数方式，抗干扰能力较差，当线路出现接触不良或电磁干扰就会造成假信号。
当出现传感器的插头氧化、电缆接线盒螺栓没有压紧、信号接触不良等原因[2],或者现场人员拉动传感器的信号电缆时，会造成信号通信的时断时续，就可能出现“冒大数”现象。
另外随着传输距离的延长其频率信号也会发生畸变，其低电平被“抬高”，当高低电平的压差小于分站侧光耦的导通电压时其分站原有采集的状态发生突变，从而也会出现频率翻倍的“倍频”现象；2）井下大型设备的不断增加，井下机电设备启停时发出的电磁干扰。
井下机电设备在开启和关闭瞬间能产生极为强烈的电磁干扰脉冲，从分站到传感器线路都比较长，许多矿井传感器线路与动力电缆平行或交叉的挂在一起，等效于一个紧耦合回路。
而强电磁脉冲比常规信号电平高的多，能将其耦合到分站设备中，使其无法识别是正常信号还是干扰脉冲。
煤矿安全生产监控用的仪器（二篇）
煤矿安全生产监控用的仪器煤矿安全生产监控是煤矿生产环节中非常重要的一环，为提高煤矿安全生产水平，保障矿工的生命财产安全，煤矿进行监控设备的使用是必不可少的。
本文将介绍煤矿安全生产监控中常用的仪器设备。
1. 瓦斯监测仪器瓦斯是煤矿矿井中最常见的一种危险气体，如果瓦斯浓度超过安全范围，将会引发严重的矿井爆炸事故。
因此，瓦斯监测仪器的使用非常重要。
瓦斯监测仪器可以通过探测矿井中的瓦斯浓度变化，及时报警并采取相应措施，保障矿工的生命安全。
2. 温度监测仪器在煤矿生产过程中，由于机械设备的运转或其他原因，矿井内空气温度会发生变化。
温度监测仪器可以及时感知矿井内的温度变化，并通过报警系统将信息传输给相关人员，从而采取适当的措施来保护矿工的安全。
3. 地质应力监测仪器地质应力是指煤矿矿井围岩所受到的力的大小，地质应力的变化会影响矿井的稳定性。
地质应力监测仪器可以实时监测矿井围岩的应力变化，并根据监测结果及时采取补救措施，防止矿井的坍塌事故。
4. 风量监测仪器矿井内的通风情况对于煤矿生产的安全性至关重要。
风量监测仪器可以监测矿井内的通风流量，并及时发出警报，以保持矿井内的适当通风状态，防止煤尘积聚、瓦斯积聚等安全事故的发生。
5. 人员定位仪器在煤矿中，矿工的安全是最重要的。
人员定位仪器可以通过全球卫星定位系统（GPS）等技术，准确追踪矿工的位置，确保其安全。
当有矿工出现意外时，可以及时发现并进行救援。
6. 煤尘浓度监测仪器煤尘是引发矿井火灾和爆炸的主要原因之一。
煤尘浓度监测仪器可以实时监测矿井内的煤尘浓度变化，并通过报警系统及时提醒相关人员采取措施，避免火灾和爆炸事故的发生。
7. 视频监控系统视频监控系统可以通过安装摄像头实时监视矿井的各个区域，并将监控信号传输到中心控制室进行集中管理和记录。
通过视频监控系统，可以及时发现矿井中的隐患及危险情况，进行预警和救援。
8. 声光报警器声光报警器是煤矿安全监测中常用的设备之一。
煤矿矿用各种传感器
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智能化
多样化
随着物联网技术的发展，矿用传感器正朝 着智能化方向发展，能够实现远程监控、 数据自动处理等功能。
针对不同的应用场景和监测对象，研发更 多类型的矿用传感器以满足市场需求。
高精度化
集成化
提高矿用传感器的测量精度和稳定性，确 保监测数据的准确性和可靠性。
将多种传感器集成在一个系统中，实现多 功能监测，简化系统结构。
结构
位移传感器通常由感应部分、传输部分和输出部分组成。感 应部分负责检测物体的位移，传输部分将感应到的位移信号 传输到输出部分，输出部分则将信号转换为可测量的电信号 。
位移传感器的应用实例
矿井提升机位置监测
位移传感器可以用于监测矿井提升机 的位置，确保其在正确的位置上运行， 防止因位置错误而引发的安全事故。
气体传感器的应用实例
甲烷传感器
氧气传感器
用于监测煤矿井下甲烷气体浓度，预 防瓦斯爆炸等事故。
用于监测矿井内氧气浓度，确保矿工 呼吸安全。
一氧化碳传感器
用于监测矿井内一氧化碳气体的浓度， 防止一氧化碳中毒。
气体传感器的维护与保养
定期校准
为保证气体传感器的准确性， 应定期进行校准。
清洁与保养
定期清洁气体传感器的表面和 内部，保持其良好的工作状态 。
以免损坏传感器。
04 矿用气体传感器
气体传感器的原理与结构
原理
气体传感器是一种将气体种类和浓度信息转换为电信号的电子器件。其工作原理 主要基于电化学、催化燃烧、红外吸收、光干涉、半导体等原理。
结构
气体传感器通常由敏感元件、转换元件和测量电路组成。敏感元件用于感知气体 ，转换元件将感知到的气体转换为电信号，测量电路则对电信号进行处理和输出 。
红外传感技术在煤矿安全中的最新应用综述
红外传感技术在煤矿安全中的最新应用综述摘要：红外传感技术主要有红外成像技术、红外温度探测技术、红外探伤技术和红外气体分析技术等。
随着科学技术的发展，红外传感技术越来越成熟，将这类传感技术应用于煤炭安全领域以预警和防止矿难事故的发生也已成为热门的科研课题。
本文较为详细的介绍了红外传感技术在煤矿安全领域的一些最新的应用，以期让读者了解当前该类应用的现状以及存在的不足，促进红外传感技术在煤矿安全领域的进一步发展和应用。
关键词：红外、传感、煤矿安全、应用0.引言我国是产煤大国，目前煤炭在我国的一次能源消费中约占70%左右，在我国经济和社会发展中占有极其重要的地位。
.然而我国煤矿死亡人数总量是世界上其他产煤国家死亡总数的3倍，仅2008年全国煤炭行业就共有3215名矿工死于各类矿灾[1]。
面对这样严峻的安全形势，我们有必要采取任何可能的措施来保障矿工的生命安全。
随着我国科学技术水平的提高，以及国家对煤炭安全事故的强烈关注，越来越多的新技术被应用到矿井中，以预防安全事故的发生，其中发展迅速的是红外传感技术在煤矿安全中的应用。
本文详细介绍了红外传感器在煤矿安全中的研究进展以及各种应用。
1.红外传感技术原理红外探测波段在0.76--1000μm之间。
根据波长又可进一步划分为近红外(0.76～3μm)中红外(3～6μm) 远红外(6～l5 m)和超远红外(15—1000μm)。
红外线在应用上主要有以下特性：（1）任何物体，只要其温度高于绝对零度，就会向外辐射电磁波，大部分是红外辐射。
物体的温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射的能量越强。
（2）分子振动和晶格振动也会向外辐射红外电磁波，并形成红外辐射场。
（3）不同气体对红外光有着不同的吸收光谱，气体的特征光谱吸收强度与该气体的浓度相关。
根据以上特性，应用红外传感器可以制成的热成像仪、红外探测器、红外探伤仪和红外气体分析仪等。
2红外成像技术在煤炭安全中的应用2.1红外成像仪探测井下隐蔽危险源在某些情况下，煤矿井下的温度会出现异常，甚至会引起煤炭的自然现象，而井中有充满着可燃气体，这对于矿工来说是非常危险的。
煤矿综合监控系统介绍
实时监测设备的运行状态 自动报警和故障诊断 远程控制和调整设备参数 数据分析与优化设备运行效率
提高煤矿生产安全 性和稳定性
实时监测和预警， 减少事故发生
提高生产效率，降 低运营成本
优化资源配置，实 现智能化管理
系统具备高稳定性，能够在复杂环境下长时间稳定运行。 采用了多重安全保障机制，确保监控数据的可靠传输和存储。 具备自诊断功能，能够及时发现并处理系统故障，保障监控的连续性。 采用了先进的数据加密技术，确保监控数据的安全性。
根据煤矿规模和需 求选择合适的软件 系统
考虑系统的可扩展 性和可维护性
对比不同软件的性 能和价格，选择性 价比高的产品
确保软件具有稳定 性和安全性，能够 保障煤矿生产的安 全和效率
系统集成：将 各个子系统进 行整合，实现 数据共享和统
一管理
调试步骤：对 系统进行测试、 调整和优化， 确保系统稳定
汇报人：
分辨率：高清和标清
夜视功能：红外和白光夜 视
存储方式：本地存储和网 络存储
定义：数据采集站是煤矿综合监控系统中的重要组成部分，负责采集井下各种传感器数据，并 将其传输到中心服务器。
功能：数据采集站具有数据采集、处理、存储和传输等功能，能够实现对井下环境参数的实时 监测和预警。
组成：数据采集站主要由传感器、数据采集模块、通讯模块和电源模块等组成，具有高可靠性、 稳定性和安全性等特点。
系统能够实时监测煤矿生产过程中 的各种数据和状态，确保及时发现 问题并进行处理。
系统采用高精度传感器和智能算法， 确保数据准确可靠，为安全生产提 供有力支持。
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监控系统数据传输速度快，保证了 数据的实时性，使管理人员能够迅 速做出决策。
煤矿瓦斯抽放监控系统的设计与应用
煤矿瓦斯抽放监控系统的设计与应用摘要：现阶段煤矿安全问题已经成为全社会关注的焦点问题。
通过数据采集模块在瓦斯监控系统中的运用，能实时、连续的对瓦斯抽放状态进行监测和调控，保证系统的正常运行，极大的避免了煤矿事故的发生。
在全面分析各种采集模块的基础上，提出了一种基于MSP430瓦斯监控系统数据采集的设计方案。
该系统利用传感器采集现场数据，MSP430作为核心器件实时对采集数据进行处理、诊断和传信。
它与过去瓦斯抽放监控数据采集模块相比，结构简单、体积小、功耗低，便于观测和处理，为进一步研发瓦斯监控数据采集模块提供新的实现方法。
关键词：煤矿瓦斯抽放监控系统；数据采集模块；设计1瓦斯抽放监控系统组成分析煤矿井下所应用的瓦斯抽放监控系统，主要作用在于实时监测瓦斯抽放过程及相关参数。
系统连接方式主要有三种类型，一是树形；二是单层；三是多层。
瓦斯抽放监控系统组成比较复杂，主要包括由中心站、信息传输接口、通信信号避雷器、服务器、矿用本安型分站、矿用隔爆兼本质安全型多路电源、传感器、工作站、传输电缆、网络设备等。
当中地面中心站通常建立在地面控制室内，作为系统的控制中心。
另外，煤矿区域内的地面监测室内设有KJ635－J矿用信息传输接口，主要作在于信号转变，具体为安全场所中的UDP信号转变为5kb/s的RS485总线信号，待信号转变完成之后，将其传输到分站，同时将接收到的信号转变为UDP信号传送到监控主机，为相关工作人员实时掌握煤矿井下情况提供数据支持，进而便于相关工作人员以此数据为依据，高效控制井下设备，确保设备时刻处于正常运行状态，保障煤矿井下工作安全进行。
2煤矿瓦斯抽放监控系统数据采集模块的设计本文介绍了瓦斯抽放监控系统数据采集模块的硬件原理和软件设计。
利用性价比高和稳定性好的MSP430作为核心处理器。
有效结合各类采集瓦斯、温度等物理量传感器，运用RS485通信接口，进行数据传输，为瓦斯监控系统数据采集模块的实现提供了良好的核心器件。
矿井安全生产监测监控系统使用和管理
矿井安全监测监控系统使用和管理 （通风部分）
集团公司通பைடு நூலகம்处
李爱军 联系方式：13834905972
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第一部分 基本概念及职责划分
1、矿井安全监测监控系统是指利用信息管理、计算机网 络等技术对矿井甲烷浓度、一氧化碳浓度、二氧化碳浓度、 风速、风压、温度、馈电状态、风门状态、风筒状态、局 部通风机开停、主要通风机开停等实施远程动态监控管理， 并实现甲烷超限声光报警、断电和甲烷风电闭锁控制等功 能的系统。 2、安全监控系统的管理，目标是“不失控”，要做到 “装备齐全、数据准确、断电可靠、处置迅速”，坚持 “分级负责，分级管理；联网监督，分级响应”的原则， 各负其责。
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• 7.3如现场核实瓦斯浓度不高，由于网络设备、软件等原
因导致误报警，通信公司要及时落实清楚原因，向集团公 司通风处、机电处汇报，经确认后，通信公司按照确认的 原因立即发送短信。
• 7.4短信报警值较大、超限范围较大或矿方和通信公司对
误报警原因存在争议及集团公司认为性质严重有必要追查 的，由集团公司安监局牵头，通风处、机电处等相关业务 处室组成调查组进行追查分析。
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第二部分 各类传感器的布点及设置
1、目前安全监控系统主要安设的传感器有甲烷传感器、 CO传感器、风速传感器、风机开停传感器、风筒传感器、 烟雾传感器、温度传感器、压力传感器、风门状态传感 器等。 2、应该说目前各矿井生产工艺、瓦斯涌出情况差异较 大，而甲烷传感器安装位置的正确选择，对准确反映采 掘工作面瓦斯变化情况，及时消除瓦斯积聚、瓦斯超限 作业的隐患是十分重要的。同样，其他各类传感器安设 位置的准确设置对于各类参数的测定也至关重要。
煤矿监控系统传感器使用方法
煤矿监控系统传感器使用方法随着科技的发展，煤矿安全监控系统中的传感器扮演着至关重要的角色，能够对煤矿内各种环境参数进行准确检测和监控，保障煤矿作业人员的生命安全。
下面将对煤矿监控系统传感器的使用方法进行详细介绍。
传感器是煤矿监控系统中最基础的部件之一，它的作用是将感知到的参数转换为电信号，并通过电缆传递到监控终端进行实时监测和分析。
常见的传感器包括温度传感器、湿度传感器、瓦斯浓度传感器、烟雾传感器等。
下面将以温度传感器为例，介绍传感器的使用方法。
1.安装传感器：首先，确定需要监测的区域，并选择合适的位置安装传感器。
传感器通常需要安装在煤矿内部的关键位置，如井下通风道、井下通风机、巷道和掘进工作面等。
安装传感器的时候要注意传感器的方向和位置，确保传感器可以充分感知到要监测的参数。
2.连接传感器：将传感器的电缆连接到监控终端，确保连接正常。
在连接过程中要注意接线的正确性，确保每根电缆与监控终端的对应输入端口相连。
同时，要确保电缆连接的牢固可靠，防止因操作不当导致的接触不良或脱落情况。
3.配置传感器参数：在监控终端上配置传感器的参数。
通常情况下，监控终端会有一个图形化界面，可以通过该界面来设置传感器的工作参数，如采样频率、报警阈值等。
根据需要，可以进行不同参数的配置，以满足煤矿监测的要求。
4.检测传感器状态：在传感器正式投入使用之前，需要先对其进行状态检测，确保传感器工作正常。
可以通过监控终端上的相关功能进行传感器状态的实时监测，包括检测传感器是否在线、采样是否正常等。
5.监测和分析数据：当传感器开始正常工作后，可以通过监控终端实时监测和分析传感器采集到的数据。
可以根据实际情况设置报警阈值，当传感器采集到的数据超过设定的阈值时，终端会自动报警，提醒管理人员及时采取措施。
6.定期维护和检修：在传感器使用过程中，定期进行维护和检修工作，确保传感器能够持续稳定地工作。
维护工作包括对传感器进行清洁、校准和更换部件等，检修工作包括对传感器进行故障排查和维修。
煤矿监控系统瓦斯传感器误报警分析及对策研究
煤矿监控系统瓦斯传感器误报警分析及对策研究摘要：众所周知，监控系统是保障煤矿安全生产的重要手段。
然而，由于矿井下的环境较为复杂和特殊，受各种因素的影响，比如铺设线路长、电磁干扰、粉尘等，在现场应用过程中，监控系统常常会出现瓦斯误报警的现象。
这对矿井下瓦斯变化情况的分析和判断造成直接影响，阻碍煤矿的安全生产。
由此可见，对引发瓦斯传感器误报警原因及相应的防范对策进行分析是非常有必要的。
关键词：煤矿监控系统；瓦斯传感器；误报警；对策1瓦斯传感器误报警原因分析一方面监控系统工作环境较为特殊和复杂，另一方面系统的组成接点很多，因此，瓦斯传感器在应用过程中，有可能会产生误报警的现象。
1.1系统本身技术因素(1)传感器故障:内部器件损坏，航空插头连接不牢固，转换电路运行故障，电桥电阻无故断开。
(2)电源故障:瓦斯传感器或者监测分站的供电电源出现故障。
(3)线路发生故障:监测分站的通信模块无法正常运行或者设备出现老化，监测接线盒出现故障或者进水，主传输线路接线盒接触不良，传感器电源或者信号线发生短路。
(4)传感器与中心站设置不一致:传感器类型或者传感器的量程无法满足中心站设置的要求，传感器无法满足现有运行监控系统的要求，并且没有联检报告。
1.2人为操作原因人为操作原因也是造成瓦斯传感器误报警的主要原因之一。
在对瓦斯传感器的线路进行检修时，现场电工有可能会不小心与监测接头或者电缆发生撞击，引发接线震动，当该频率与瓦斯值频率一致时，就会引发瓦斯传感器误报警。
值得注意的是，出现这种问题除了人为操作原因之外，还与线缆接头连接不良或者通信线路短接、假接和虚接有关系。
1.3电磁干扰因素(1)外界强电磁场对监控系统线路产生干扰时，有可能会引起瓦斯传感器误报警，出现这种现象的原因主要包括两个方面:一是在变频装置周围安装监控系统电源箱时，没有采取相应的措施对电缆两端无可靠接地或者电缆对分监测站供电进行屏蔽;二是供电箱与变频设备所用的移动变压器或开关是相同的。
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斯传感器监测 技术 ，在 国际上也达到 了领 先 感器 可以通 过连续 自动 的将井下沼气浓 度转
水准。
二 、红外 瓦斯 传感器原理与优势 红外 瓦斯传感 器主要是为监测管道 内的 气体浓度而研 发设计 ，它 以红外吸收原 理为
瓦斯 检测手段与 问题 我 国国 内瓦斯 传 感 器最 初主 要 以热催
一
核心，采取数 字式温度补偿 、扩散式采样 等 套使用 ，在 煤矿采掘工 作面、 回风巷道 等都 可 以固定使用 。虽然热 导型、热催化 型技术 技术 ，具有 高检测精度 、高稳定性等优 势， 能够适应 多种 复杂环境 ，应 用范 围广 。它能 上存在 一 定缺陷 ，但是 可 以应用两种技 术原 泵站、天然气 输气管路等 管道 内瓦斯气体浓 改变原 有的单一元件测 量不稳定现 象，借 由 度的监测 。监 测仪在工作过 程中 ，对环 境内 人工 智能技术优势对信 息进行高度精确 处理
关人 员声明安全 ，降低经 济财产损 失，是井 下安全 工作 的重要 目标 。红外瓦斯传感 器在
应用 中通过 不断技术创新 完善着煤矿 的监测
采 作为 向社会提供煤 炭的关键手段 ，近些年 来瓦斯事 故频 发 ，引发了极大 的社 会关注 ，
系统 ，使用 差动补偿信 号处理 、双敏感 元件 使用成本高 ，兼容性差 ，但 是借 由中国煤 炭 等技术 突破 了种种 限制 ，为煤矿生产 安全作 不仅造成 了重大经济财 产损失 ，同时也严重 科 工集 团的深 入研 究与 自主研发 ，终于成 功 出贡 献 。 威胁 着 井 下人 员 的生 命 安全 ，因此 ，煤 矿 推 出 了适合我 国井下环境性 能可靠的红 外瓦 在 监 测井 下 环境 瓦斯 气体 浓 度 时 ，传 安全生产 的关键在于有 效控制和预 防瓦斯事 故 ，将其 危害降到最低 。瓦斯作为 煤矿安全
要作用 ，也是煤矿生产 企业更好 的产 生经济 以目前市场 上性能较 为优越 的英 国Ｅ ２ Ｖ － Ｉ Ｒ １ ２ Ｇ Ｊ 为例 ，它基于非 色散红外设计 原理 ， 采 用非 色散 红 外技 术 （ Ｎ Ｄ Ｉ Ｒ）原理 进行 设 计 ，并 且传 感器 的光源 采用 非常节 能 的Ｌ Ｅ Ｄ
的 瓦斯提起浓 度进行实时 监测， 当浓度超 出 和分析 ，将 稳定性指标 再次提升 ，延 长使用
生产实 际，分析一 下红外瓦斯传感 器在煤矿 够 广泛应用 于煤矿瓦斯抽放 管道 、瓦斯抽 放 理与 红外传 感器技术相 结合钡 ０ 量 瓦斯浓 度 ，
、
系统预先设 定的上限值时 ，就会立 即通 过卢 寿命 。这些技术 的结合应用 能够加快 传感 光进行报警 ，报警系统 以发光二极管和 驱动 器反应 速度 ，使结构更 加坚固 ，便于 使用和 蜂鸣器为主 ，向监测系统发 出告警信号 。
换为标 准电信号输送给 关联设备 ，并且应用 差动补偿信 号处理技术就 地显示浓度值 ，在 超 出预 设值 时 自动报警 。它通过与 各类 新型 监测系 统、断 电仪 、风 产中 多应 用红外瓦斯传 感器来监 测 ，其灵 敏度 和可靠性 对确保安全 生产有着 至关重要 的意义 ，是煤 矿安全生产 系统的 眼 睛和重要 组成部分 。下面我们结合 煤矿安全 监测系统 中的应用 ，希望能为煤矿 安全生产 工作提供参考 。
Ｉ 丝一 皇 蕴 …………………………一
红外 瓦斯 传感器在煤矿 监测 系统 中的应 用
天地 （ 常 州 ）自动化 股份有 限公 司 马全 军
【 摘要 】红外 瓦斯传 感器 是预防煤矿井下 瓦斯 灾害 事故，确保生产安全 的重要监测 系统，对 于煤矿生产具有重要意义。本 文从 目前较为典型的集 中瓦斯监测手段 入手 ，分析 了其利弊 ，以综合 性能优势较为典型的红外瓦斯传 感器技术 为例 ，分析 了其应用优势 ，希望能为煤矿安全生产提供 帮助。 【 关键 词】煤矿 ；安全生产；瓦斯事故；红外瓦斯传感器
经 济社 会 的快 速 发 展促 使人 类 对 于能
源 的需求 量不断提升 ，煤炭作为最 主要的应 用能源之 一，社会地位 愈加重要 。煤矿开开
灵敏度高 ，寿 命长 ，与上面 几种技术相 比， 在 各种性能上 都有着较为 突出的表现 ，也是 目前应用性 最强 的一 种技术 。这种技术传 入国 内时 由于 受到我 国矿井 特殊环境影 响，
定性较差 ，需要频繁校 对 ，且使用 寿命短 ， 从 安全 和成 本 两方 面 来 考虑 ，并非 最佳 选 水分离装置 ，能够很好 的规避管道 内水 分、
为敏感 ，通 过空气 中光波的利用来 监测瓦斯 浓 度 ，现场 使用较为方 便，但是如 果空气 中 氮 氧分配 比例 不足 ，就 会容 易出现 误差 ，无 法 长时 间大范 围使 用…。热 导型是利 用热导
应用红外 吸收原理的瓦斯传感器性 能可 靠，使用寿命长 ，调校周期 ＞２ 月 ，其一体化
化型 、光 干涉型 、热 导型、气敏 半导体型和
红外气体吸收 型为主 。 热 催化 型虽 然实 现 瓦斯 监测 ，但 是稳
维护 ，同时还增加 了断电控制 、遥控 调校、 故障 自校 自检等功 能，节约 了维护和 使用成 本 ，对 于预防煤矿重大 瓦斯灾害事故 具有重
择 。光干 涉型监测手段 对气体浓度 的检测较 尘埃等 多种物 质，确保检 测精度 ，气路 设计 效益 与社会 效益的 町靠保障 。
的特殊形式对 于各种正压 、负压管道都 有很 好的应用性 ，浓度检测 以红外遥控为主 ，应 用简单 ，温度 补偿精确 ，不会因矿井 下的特
殊环境而 出现 改变或漂移 ，抗干扰能力 强，