非分散红外光谱分析技术在煤矿火灾气体在线检测中的应用

作     者：田富超 梁运涛 朱红青 陈明义 王金成 TIAN Fu-chao;LIANG Yun-tao;ZHU Hong-qing;CHEN Ming-yi;WANG Jin-cheng

作者机构：College of Emergency Management and Safety EngineeringChina University of Mining and Technology(Beijing)Beijing 100083China State Key Laboratory of Coal Mine Safety TechnologyChina Coal Technology&Engineering Group Shenyang Research InstituteShenyang 113122China Key Laboratory of Gas and Fire Control for Coal Mines(China University of Mining and Technology)Ministry of EducationXuzhou 221116China Key Laboratory of Roads and Railway Engineering Safety Control(Shijiazhuang Tiedao University)Ministry of EducationShijiazhuang 050043China 

基　　金：Project(2021MD703848) supported by the China Postdoctoral Science Foundation Projects(52174229, 52174230)supported by the National Natural Science Foundation of China Project(2021-KF-23-04) supported by the Natural Science Foundation of Liaoning Province,China Project(2020CXNL10) supported by the Fundamental Research Funds for the Central Universities,China 

出 版 物：《Journal of Central South University》 (中南大学学报（英文版）)

年 卷 期：2022年第29卷第6期

页      码：1840-1855页

摘      要：煤矿井下火灾气体的实时监测对于实现采空区自燃危险性辨识,防范重特大热动力灾害发生,保障煤矿安全生产至关重要。为解决现有非防爆型异地检测技术气体分析速度慢、系统误差大、无法实现原位在线监测的缺陷,在此提出基于非分光红外光谱(NDIR)技术的气体传感器浓度计算方法,推导了温度补偿后的NDIR传感器气体浓度计算公式;随后,以CO和CH_(4)为例计算了吸光度线性系数和温度修正系数,并进一步对比测试了CO、CO_(2)、CH_(4)和C_(2)H_(4)的计算精度和稳定性,结果表明基本误差和定量重复性均优于煤炭行业标准要求。基于NDIR技术设计了具有本质安全和防爆性能的监测主机、配套子系统及软件平台,以实现煤矿井下气体的就地采集、有源预处理、原位在线分析。现场应用表明:大南湖一矿NDIR气体在线监测与地面色谱分析的4种气体浓度偏差均在标准允许范围内。基于NDIR的气体监测系统具有精度高、分析速度快、安全性好等优点,已经在全国40余对矿井推广应用,为评价煤矿井下热动力灾害的发生发展状态、提升防灾减灾救灾能力提供了科学依据。

主 题 词：指标气体 煤自燃 红外光谱 束管监测 本质安全 

学科分类：0819[工学-海洋工程类] 081704[081704] 081903[081903] 07[理学] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 070302[070302] 0703[理学-化学类] 

核心收录：

D　O　I：10.1007/s11771-022-5006-9

馆 藏 号：203112806...