文献类型：期刊文章

作　　者：梁运涛[1,2,3] 陈成锋[1,2,3] 田富超[1,2,3] 王敬燕[1,2,3]

LIANG Yuntao;CHEN Chengfeng;TIAN Fuchao;WANG Jingyan(China Coal Research Institute,Beijing 100013;State Key Laboratory of Coal Mine Safety Technology,China Coal Technology&Engineering Group Shenyang Research Institute,Shenfu Demonstration Zone 113122,China;College of Emergency Management and Safety Engineering,China University of Mining and Technology-Beijing,Beijing 100083,China)

机构地区：[1]煤炭科学研究总院,北京100013 [2]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,辽宁沈抚示范区113122 [3]中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院,北京100083

出　　处：《煤炭科学技术》

基　　金：国家重点研发计划资助项目(2018YFC0807900);国家自然科学基金面上资助项目(51774181);辽宁省自然科学基金资助项目(2020-BS-285)。

年　　份：2021

卷　　号：49

期　　号：4

起止页码：40-48

语　　种：中文

收录情况：AJ、BDHX、BDHX2020、CAS、CSCD、CSCD2021_2022、IC、JST、RCCSE、ZGKJHX、核心刊

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。

关 键 词：煤矿瓦斯 甲烷浓度  气体检测 技术适用性  

分 类 号：TD712]