瓦斯災害被稱為煤礦安全生產(chǎn)的“頭號殺手”。各煤礦生產(chǎn)管理單位對煤礦瓦斯監(jiān)測非常重視,并成為煤礦是否可以生產(chǎn)的必要條件.研究和開發(fā)新型傳感器和瓦斯監(jiān)測技術日益受到廣泛重視。本書主要介紹了煤礦瓦斯的產(chǎn)生.形成等過程和性質(zhì),重點總結(jié)了編著者在煤礦瓦斯傳感技術和預警信息系統(tǒng)基礎理論與關鍵技術等方面取得的最新成果和進展;同時,在撰寫過程中,還參考了國內(nèi)外在這一學科領域取得的新成就并進行了分析,力求能夠較為全面地反映該領域的新進展。本書對于煤礦預防和治理瓦斯災害具有積極和現(xiàn)實的意義。
本書可供采煤專業(yè)及煤層氣開采專業(yè)方面的生產(chǎn)單位及相關科研部門.大專院校的研究人員,師生和管理者參考。
第1章 緒論
1.1 瓦斯氣體簡介
1.2 礦井瓦斯氣體的產(chǎn)生過程
1.2.1 礦井瓦斯的生成
1.2.2 礦井瓦斯的性質(zhì)
1.2.3 礦井瓦斯的存在狀態(tài)
1.2.4 礦井瓦斯的爆炸
1.3 瓦斯氣體的物理性質(zhì)
1.3.1 甲烷的分子結(jié)構(gòu)
1.3.2 甲烷的一般性質(zhì)
1.3.3 甲烷運輸注意事項
1.4 瓦斯氣體的化學性質(zhì)
1.4.1 甲烷的穩(wěn)定性
1.4.2 甲烷的取代反應
1.4.3 甲烷的氧化反應
1.4.4 甲烷的裂解
1.5 礦井瓦斯氣體的利用現(xiàn)狀
1.5.1 國外礦井瓦斯利用狀況
1.5.2 國內(nèi)礦井瓦斯利用現(xiàn)狀
1.5.3 礦井瓦斯開發(fā)存在的問題
參考文獻
第2章 瓦斯傳感器的發(fā)展
2.1 載體催化元件的檢測機理和發(fā)展現(xiàn)狀
2.1.1 載體催化元件的檢測機理
2.1.2 載體催化元件的發(fā)展現(xiàn)狀
2.1.3 載體催化元件的缺陷
2.2 氧化物半導體氣敏傳感器的檢測機理和發(fā)展現(xiàn)狀
2.2.1 氧化物半導體氣敏傳感器的檢測機理
2.2.2 氧化物半導體氣敏傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
2.3 紅外光譜法檢測瓦斯傳感器
2.3.1 紅外瓦斯傳感器的原理
2.3.2 紅外瓦斯傳感器的應用現(xiàn)狀
2.4 光干涉型瓦斯傳感器
2.4.1 光干涉型瓦斯傳感器的原理
2.4.2 光干涉型瓦斯傳感器的特點
2.5 吸收型光纖瓦斯傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
2.5.1 光纖瓦斯傳感器概念
2.5.2 光纖瓦斯傳感器分類
2.5.3 光纖瓦斯傳感器的應用
2.6 模式濾光光纖瓦斯傳感器
2.6.1 模式濾光光纖瓦斯傳感器的原理
2.6.2 模式濾光光纖瓦斯傳感器的研制
2.7 電化學瓦斯傳感器
2.7.1 直接電化學瓦斯傳感器
2.7.2 間接電化學瓦斯傳感器
2.8 其他瓦斯傳感器的發(fā)展現(xiàn)狀
2.8.1 納米氣敏瓦斯傳感器
2.8.2 納米修飾電極瓦斯傳感器
參考文獻
第3章 電化學檢測瓦斯新技術
第4章 模式濾光瓦斯傳感器
第5章 微生物瓦斯傳感器的研究
第6章 瓦斯爆炸的化學熱力學預警研究
第7章 穴番類化合物與甲烷的相互作用研究
1、吃透防突規(guī)定。 2、多打孔、密打孔。 3、局部防突措施的設計施工都要到位,問題出在監(jiān)督上,因為局部防突措施往往是掘進隊施工。 4、加大措施超前距、預測超前距,建議都保持在5m以上。 5、盡量采用炮...
瓦斯爆炸的主要參數(shù)1 瓦斯的爆炸濃度 在正常的大氣環(huán)境中,瓦斯只在一定的濃度范圍內(nèi)爆炸,這個濃度范圍稱瓦斯的爆炸界限,其最低濃度界限叫爆炸下限,其最高濃度界限叫爆炸上限,瓦斯在空氣中的爆炸下限為5...
瓦斯管道煤礦室外瓦斯管路,具體應該套煤炭定額中的相關子目
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煤層瓦斯壓力探測新技術在寺河煤礦瓦斯防治中的應用
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傳感器校驗登記表 傳感器名稱 傳感器編號 校驗時間 校驗文號 現(xiàn)使用情況 備注 瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)定期調(diào)試報告 調(diào)試內(nèi)容 調(diào)試時間 調(diào)試結(jié)果 處理情況 調(diào)試人簽字 備注 A:瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)定期調(diào)試校正; B:甲烷、 CO 傳感器使用標準氣樣和空氣樣調(diào)校; C:甲烷超限斷電功能測試; 注:定期調(diào)試結(jié)束后,應出具調(diào)試報告,監(jiān)控室留存。 瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)異常情況及處理結(jié)果 發(fā)生時間 值班人員 異 常 情 況 領 導 批 示 處 理 結(jié) 果 承辦人: 年 月 日 瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)巡檢、檢修記錄 檢修(巡檢) 時間 檢修(巡檢) 內(nèi)容 檢修(巡檢) 結(jié)果 處 理 情 況 檢修(巡檢) 人員 煤礦值班 人員 瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)維護登記表 故障時間 年 月 日 時 分 故障現(xiàn)象 故障原因 處理結(jié)果 修復時間 年 月 日 時 分 維修人 煤礦值班 人 員 瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)運行日志 年 月 日 班 次 時間
煤礦工業(yè)面臨著礦井工作環(huán)境復雜、瓦斯安全事故頻發(fā)的現(xiàn)狀。目前,瓦斯監(jiān)測技術還存在預警能力弱、智能化程度低、準確度低和系統(tǒng)可靠性低等缺點,嚴重制約著煤礦工業(yè)向安全、綠色和高效方向發(fā)展。針對煤礦工業(yè)的現(xiàn)實需求,本項目提出研究一種“基于柔性光柵與柔性驅(qū)動的全光型煤礦瓦斯紅外吸收光譜檢測”新思想。項目將研發(fā)光驅(qū)動柔性光柵變形進行光譜掃描檢測、光驅(qū)動微泵等新技術,最終實現(xiàn)礦井下瓦斯?jié)舛热庑?、遠程、快速、準確探測。該技術方案中礦井下僅有光學器件,無電源等電子器件,消除了電路短路、放電等故障對礦井安全的潛在威脅。項目將探明這種新思想的檢測原理和方法、各種影響因素對檢測精度的影響規(guī)律,最終建立一套遠程、全光型的瓦斯實時監(jiān)測系統(tǒng)的原型樣機。該新方法具有檢測精度高、系統(tǒng)穩(wěn)定可靠、成本低等優(yōu)勢,適于大面積應用,將為煤礦工業(yè)等危險行業(yè)提供一種廉價、先進的檢測方法和技術,具有重要的理論和實際意義。
針對煤礦開采過程中瓦斯事故頻發(fā)的現(xiàn)狀和煤礦產(chǎn)業(yè)綠色高效發(fā)展的需求,本項目探索研究一種“井下全光型”的瓦斯氣體遠程監(jiān)測的新原理和新技術。項目采用基于石墨烯復合材料的光驅(qū)動柔性光柵,來作為監(jiān)測系統(tǒng)的分光元件,用近紅外光驅(qū)動復合材料薄膜,利用其變形來調(diào)諧柔性光柵,從而實現(xiàn)有害氣體濃度的全光型、實時、遠程在線測量。項目提出的采用光驅(qū)動柔性光柵作為分光元件的方案,完全避免了氣體監(jiān)測過程中電子電路短路斷路等危險情況的發(fā)生,極大地提高了監(jiān)測系統(tǒng)的安全性。項目研究了光驅(qū)動復合材料對近紅外光響應的機理和規(guī)律,開發(fā)了光驅(qū)動復合材料薄膜的制備工藝,并理論和實驗研究了預拉伸力大小、石墨烯質(zhì)量百分比等因素對光驅(qū)動性能的影響規(guī)律。設計加工了光驅(qū)動柔性光柵,并研究了驅(qū)動時間等因素對光柵調(diào)諧性能的影響規(guī)律。設計了用于調(diào)諧柔性光柵的驅(qū)動結(jié)構(gòu),開發(fā)了用于瓦斯氣體遠程監(jiān)測的光學系統(tǒng)、微弱光強信號檢測的光強調(diào)制技術、納瓦量級光強測量的光電檢測電路、以及控制與數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。項目利用所開發(fā)的系統(tǒng)對不同濃度甲烷氣體進行了實驗測試研究,對起始波長進行了標定,并實驗研究了吸光度與甲烷濃度的關系。本項目研究的原型測量系統(tǒng)實現(xiàn)了光驅(qū)動復合材料薄膜3 s內(nèi)達到最大形變,柔性光柵柵距變化達到180 nm,以及0.68 nm的系統(tǒng)光譜分辨率等性能。所研究的系統(tǒng)成功實現(xiàn)了全光型、遠程實時瓦斯?jié)舛葴y量,驗證了本基金所提新測量原理和方案的正確性和可行性。項目所研究的測量原理以及建立的原型系統(tǒng)和實驗研究結(jié)果、經(jīng)驗,為將來的實際應用研究打下了良好基礎。本項目的研究為煤礦瓦斯監(jiān)測提供了一種新思路,具有全光型、遠程實時監(jiān)測、安全、成本低等優(yōu)點,為將來進一步的實用化和工程化研究提供了理論及實踐的經(jīng)驗和依據(jù),具有較重要的理論和實際意義。 項目研究過程中發(fā)表了9篇學術論文(其中SCI論文7篇),申請了7項發(fā)明專利(其中已授權(quán)專利6項),獲得了完全的知識產(chǎn)權(quán),并培養(yǎng)了多名博士、碩士研究生。 2100433B
瓦斯爆炸是可以預防的,瓦斯突出(gas outburst)也是可以預測的,如經(jīng)常測量巷道空氣中的瓦斯含量,測量瓦斯涌出量,并采取有效通風、嚴禁煙火、預先抽放、開采保護層、人工突出等措施,可以保障煤礦生產(chǎn)的安全。重要的是應該研究解決煤礦瓦斯的綜合利用問題,變害為利,專門抽放集中瓦斯用作氣體燃料和制造炭黑等。根據(jù)1晝夜內(nèi)每開采l噸煤涌出的平均瓦斯量和瓦斯涌出形式,分為:低瓦斯礦井,10立方米及其以下;高瓦斯礦井,10立方米以上;煤與瓦斯突出礦井,地質(zhì)勘查部門應為礦井設計和建井提供資料。在采煤之前先開采煤層氣能有效地減少煤礦瓦斯。