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2021年第04期
2021-05-17
99

甲烷气体检测技术及其在煤矿中的应用

  • 作者:

    梁运涛
    陈成锋
    田富超
    王敬燕
  • 关键词:

    煤矿瓦斯
    甲烷浓度
    气体检测
    技术适用性
  • 作者单位:

    煤炭科学研究总院
    中煤科工集团沈阳研究院有限公司 煤矿安全技术国家重点实验室
    中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院

摘要

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摘要:

瓦斯灾害是制约煤矿安全生产的主要灾害之一,而甲烷是瓦斯的主要成分,因此对甲烷浓度的准确检测对有效预防预警瓦斯灾害意义重大。基于甲烷物理化学性质的差异性特征概述了催化燃烧法、热导法、光干涉法、非分散红外光谱法和可调谐半导体激光光谱法的甲烷检测原理,探讨了不同原理的甲烷检测技术发展现状。在煤矿环境对甲烷检测技术的影响分析基础上,通过煤矿井下技术应用对比研究得出:催化燃烧法利用甲烷可燃性特征,适用于检测体积分数4%以下的甲烷,不适用于氧气浓度过低、甲烷浓度过高或存在含硫气体的井下环境;热导法利用含不同浓度甲烷的空气热导率的不同特征,适用于检测体积分数4%以上的甲烷,不适用于甲烷浓度低、二氧化碳浓度过高等井下环境;光干涉法利用含不同浓度甲烷的空气折射率的不同特征,适用于井下绝大部分环境,但不适用于二氧化碳浓度过高的井下环境;红外光谱法利用甲烷的气体选择性吸收的特征,适用于绝大部分井下环境,其中非分散红外光谱法受水蒸气、烷烃气体干扰,需进行算法优化以减小误差,而可调谐半导体激光光谱受其他气体干扰影响较小,但两者皆需采用补偿算法来减少受温湿度影响引起的误差。最后,对不同原理的甲烷检测方法进行了技术适用性综合对比分析,以期对煤矿甲烷检测技术的应用提供借鉴指导意义。


  • TDLAS检测
  • NDIR检测
  • 光干涉式检测
  • 热导式检测
  • 催化燃烧式检测
梁运涛,陈成锋,田富超,等.甲烷气体检测技术及其在煤矿中的应用[J].煤炭科学技术,2021,49(4):40-48.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.04.005 LIANG Yuntao,CHEN Chengfeng,TIAN Fuchao,et al.Methane gas detection technology and its application in coal mines[J].Coal Science and Technology,2021,49(4):40-48.doi:10.13199/j.cnki.cst.2021.04.005

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