通風安全監測工培訓教案

通風安全監測工培訓教案

第一章 礦井通風與安全基礎知識

一、礦內空氣及構成、(一)、概述、(二)、礦井空氣中主要有毒有害氣體

二、礦井通風

(一)、礦井通風的基本任務、(二)、通風壓力與通風阻力、

(三)、礦井通風係統、(四)、礦井通風設施

三、礦井瓦斯及治理

(一)、礦井瓦斯的性質、(二)礦井瓦斯爆炸及其預防

四、礦井粉塵

五、礦井火災及危害

第二章 的煤礦監測傳感器

一、傳感器的概念

二、傳感器分類

第三章 礦井監測係統：礦井監控係統的組成

第四章 傳感器的安裝與設置：甲烷傳感器的設置

第五章《煤礦安全規程》 “通風安全監控”

一 般 規 定

二 安裝、使用和維護

三 甲烷傳感器和其他傳感器的設置

第六章 KJ90NB新型寬帶快速反應綜合監控係統

一、KG9701A型智能低濃度甲烷傳感器

二、KG9001C型智能高低濃度甲烷傳感器

三、GT500(A)型一氧化碳傳感器

四、GE50(A)型溫度傳感器

第一章 礦井通風與安全基礎知識

一、礦內空氣及構成

礦井通風是連續地供給井下各作業地點足夠的新鮮空氣，以滿足井下職工勞動、生理和生產所需，礦井通風是煤礦安全生產的基本措施。礦井通風工作的好壞直接影響工人的安全健康及礦井勞動生產率和經濟效益。因此，保證井下有足夠的新鮮空氣，使有毒、有害、有爆炸危險性的氣體、粉塵不超過規定值，並有舒適的氣候條件，是礦井通風的根本任務。

礦井通風是煤礦生產的一個重要環節。礦井通風與礦井安全密切相關，合理的通風係統，是防止重大瓦斯事故的基礎。能使礦井通風係統達到穩定、可靠，就可提高礦井抗災能力，實現安全生產。

礦井生產的過程，也是有毒有害氣體產生的過程。它將使礦內空氣成分發生變化，汙染礦內生產環境。尤其在發生災變事故時，往往會產生大量的有毒有害氣體，譬如發生火災或瓦斯、煤塵爆炸時，將會產生大量的一氧化碳或二氧化碳或少許的氫及其他氣體。這些有害氣體將威脅井下人員身體健康，甚至威脅其生命安全。

(一)、概述

1、地麵空氣

礦內空氣是相對於地麵空氣而言的。為了解礦內空氣，應首先對地麵空氣有所認識。

地麵空氣(通常稱大氣)是由氧(Q)、氮(N2)、二氧化碳(CO2)，還有少量的水蒸氣、灰塵和微生物等組成的。其主要成分，按體積所占的百分比為：

氧(O2) 20.96% 氮(N2) 78.13% 二氧化碳(CO2)0.04%

另外，還有其他稀有氣體、水蒸氣、灰塵及微生物等占0.87%。

地麵空氣進人井下以後，空氣的成分、溫度及濕度發生了變化。變化了的空氣稱為礦內空氣。

當礦內空氣和地麵空氣的成分相差不大時，譬如在進風井、井底車場、運輸大巷、運輸石門的風流叫做新鮮風流;流經采掘工作麵或其他工作硐室以後的風流，叫做汙濁風流或稱乏風風流。地麵空氣進入井下以後，所發生的變化主要表現在：

(1)氧的減少，二氧化碳的增加。

(2)混人各種有毒有害氣體和爆炸性氣體，如CH4、CO、SO2、NO2、NO、H2S和H2等。

(3)混入煤塵、岩塵及某些金屬粉塵。

(4)空氣的溫度、濕度和壓力的變化。

產生這些變化的原因是多方麵的。使氧含量減少、二氧化碳含量增加的原因，主要是人的呼吸、煤炭的氧化、坑木的腐朽、井下火災的發生等。當然，開采技術、機械化程度以及通風狀況也是極為重要的影響因素。同時與煤岩埋藏深度和含瓦斯量也有著密切關係。

2、礦井空氣的主要成分量

1)氧(O2)

氧是一種無色、無味、無臭的氣體，比重為1.1。它是一切物質燃燒不可缺少的助燃劑，任何可燃物質，當含氧量不足或離開了氧時就燃燒不起來;正在燃燒的物質，一旦停止供氧就逐漸停止燃燒。不同燃燒所需含氧量是不同的，如甲烷燃燒氧含量不得低於15%，木材燃燒氧含量不得低於5%。人是依靠每時每刻吸進氧氣，以氧化體內食物來維持生命的，一般人在休息狀態下，每分鍾需氧量為0.25L;人在工作和行動狀態下，需氧量為每分鍾1 L～3 L。這說明人體的需氧量與人的勞動強度有關，同時也和人的體質有關。因此，《煤礦安全規程》規定，井下空氣中含氧量不得低於20%，並保證每人每分鍾供給風量不得少於4 m3。

2)氮(N2)

氮是一種無色、無味、無臭的氣體，比空氣略輕，比重為0.967。氮不能維持人的呼吸，對人無害，但當空氣中含氮量過高時，能引起至氣中含氧量相對下降，人在此空氣中呼吸會發生窒息，甚至死亡。所以，氮稱為窒息性氣體。在高溫下，氮能氧化合成有毒的化合物。

氮不能助燃。利用這一特點，當井下著火，特別是采空區著火時，大量增加火區空氣中的含氮量來撲滅火災，是一種有效的滅火手段。

氮含量的增加，會使瓦斯爆炸的上限下降，下限上升。

3)二氧化碳(CO2)

二氧化碳是一種無色、無臭、略帶酸味的氣體。比空氣重，比重為1.52。通常積聚在通風不良的下山或巷道底部，易溶於水。

二氧化碳不助燃，不爆炸。利用它不助燃的特點，可以撲滅井下火災，即向井下著火地點施以大量二氧化碳，達到撲滅火災的目的。二氧化碳溶於水後，成酸性溶液，對眼、喉、鼻腔黏膜具有刺激作用。少量的二氧化碳對人呼吸有刺激作用。在純氧中加5%的二氧化碳，可促進患者呼吸功能。但空氣中二氧化碳量多了則因缺氧而使人的神經中樞發生中毒。

《煤礦安全規程》規定，采掘工作麵進風流中二氧化碳不得超過0.5%，礦井總回風巷或一翼回風巷風流中不得超過0.75%。

(二)、礦井空氣中主要有毒有害氣體

在煤礦井下，主要有毒有害氣體有甲烷、一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮、硫化氫等。這些有毒有害氣體，有的是煤岩層中放出的，有的是氧化、放炮、火災等產生的。上述有毒有害氣體中，除甲烷外，一氧化碳是目前煤礦井下對人危害最大的一種氣體。

1、一氧化碳(CO)

CO是無色無味、無臭的氣體，比空氣稍輕，比重為0.97。往往均勻地混合在井下空氣中。在空氣中可燃燒，火焰呈青蘭色。有爆炸性，爆炸界限為13%～75%，但此濃度隻有在瓦斯煤塵爆炸及火災的情況下才可能達到。一般情況下，如此高的濃度是不能達到的。一氧化碳對人有劇毒，主要原因是人體血液中的紅血球與一氧化碳的親和力特別強，為紅血球與氧的親和力的250～300倍。人體的生命是依靠紅血球攜帶著從體外吸人的氧氣，隨著血液循環的過程，將氧氣輸送到身體各個部分的。當一氧化碳與紅血球結合後，氧就失去了與紅血球結合的能力，即使氧被吸入，氧也無法輸送到全身各部位，人就會患缺氧症，直至死亡。人若長期地(每天數小時)在含有0.01%一氧化碳的空氣中生活與工作，就能引起嚴重的慢性中毒。

《煤礦安全規程》規定，井下空氣中一氧化碳濃度不得超過0.0024%。

2、二氧化硫(SO2)

SO2是一種無色，具有強烈的硫磺燃燒味及酸臭味的氣體(濃度達到0.0003%時，即能嗅到)，比空氣重，比重2.27。SO2常積聚在巷道下部，極易溶解於水而成硫酸，對人有刺激性。當二氧化硫與人體的汗濕皮膚、鼻、喉、眼睛黏膜接觸後，能產生酸性物質而刺激接觸部位，引起喉炎、氣管炎、呼吸麻痹，甚至發生肺氣腫。

《煤礦安全規程》規定，井下空氣中二氧化硫濃度不得超過0.0005%。

3、二氧化氮(NO2)

二氧化氮是放炮時產生的—種有毒氣體，故有爆破瓦斯之稱。通常放炮後產生一氧化氮及一氧化碳。當一氧化氮遇到空氣中的氧時，立即氧化成二氧化氮。其化學反應式為： 2NO+O2=2NO2

二氧化氮呈紅褐色，具有特殊的刺激味，比空氣重，比重為1.57。極易溶解於水而成亞硝酸、硝酸，對人的眼睛鼻孔、呼吸道和肺部有強烈作用，能引起咳嗽、呼吸困難，吐淡黃色的痰液，直至肺水腫。值得注意的是這種氣體在人吸入體內後，並不一定馬上反應出來，而是經過數小時，甚至20多小時，才使肺部水腫，最後因肺部被產生的液體填滿而死亡。

二氧化氮中毒的最大特點，是中毒者手指尖及頭發變黃;而一氧化碳中毒者兩頰有紅斑點，嘴唇呈桃紅色。

《煤礦安全規程》規定，井下空氣中二氧化氮濃度不得超過0.00025%。

4、硫化氫(H2S)

硫化氫是一種無色、微甜、帶臭雞蛋味的氣體，比空氣稍重，比重為1.19。極易溶解於水。在一個大氣壓、15℃時，一升水能溶解3.23升硫化氫;但又極易從水中分離出來。

硫化氫的毒性強，能刺激人的眼膜和呼吸係統，能使血液中毒，麻痹中樞神經。

《煤礦安全規程》規定，井下空氣中硫化氫濃度不得超過0.00066%。

二、礦井通風

(一)、礦井通風的基本任務

礦井通風就是把地麵空氣不斷送入井下，同時把汙濁空氣排出井外的過程。礦井通風的基本任務是：連續供給井下人員足夠的新鮮空氣，滿足呼吸需要;稀釋井下有害氣體及礦塵到安全濃度，並排出作業地點;排除井下的熱量與水蒸氣，創造適宜的氣候條件。

(二)、通風壓力與通風阻力

礦井通風是把地麵的新鮮空氣不斷送人井下，把井下汙濁空氣不斷排出地麵。空氣流動規律是從壓力大的地點流向壓力小的地點。要使空氣沿著井下巷道不斷流動，就必須使進風井口的壓力大於出風井口的壓力，即在兩井口之間造成空氣壓力差。這個壓力差稱為礦井通風壓力，簡稱風壓，其數值可通過計算或儀器測定得到。

礦井通風壓力若是由通風機造成的機械風壓，叫做機械通風;若是由礦井自然條件產生的自然風壓，叫做自然通風。礦井自然風壓的產生，主要是由於地麵溫度的變化，使礦井進風側和回風側空氣溫度發生差異而引起的。夏季礦井自然風流方向與冬季自然風流方向相反。機械風壓靠通風機運轉產生。

空氣流動時，巷道四壁對空氣分子有摩擦阻力，阻礙空氣的流動，在巷道拐彎和斷麵突然變化等地點以及巷道中有堆積物時，都會使風流方向或速度發生突然變化，形成渦流與衝擊，產生局部阻力。井巷對空氣流動所產生的全部阻力總稱為礦井通風阻力。為了使空氣在井巷內流動，必須使通風機產生的通風壓力與通風阻力相等。井巷的通風阻力越大，所需要的風壓值也越大，礦井通風就比較困難;反之，通風工作就比較容易。

(三)、礦井通風係統

礦井通風係統是礦井通風方法、通風方式和通風網絡的總稱。通風方法是指主要通風機工作方法，有抽出式、壓人式及壓入抽出聯合式等;通風方式是指進風井筒與回風井筒的布置方式，有中央並列式、中央邊界式、對角式及混合式等;通風網絡是指風流流經巷道的聯結形式，有串聯、並聯、角聯及複雜聯結等。

1、礦井通風係統的選擇原則

(l)礦井投產較快，安全可靠，經濟效益好。

(2)進風井要避免有害氣體和粉塵的侵入，以免汙染入風井。

(3)每一礦井必須有完整獨立的通風係統。

(4)如果用箕鬥井或帶式輸送機井兼作進風井，必須遵守《煤礦安全規程》的規定。

(5)如用箕鬥井回風，井上裝卸裝置和井塔必須有完整的封閉設施，其漏風率不得超過15%，並應有可靠的降塵措施。

(6)每一生產水平和每一采區都必須有獨立的回風道，實行分區通風。采區準備時必須先在采區構成貫穿風流後，方可開掘其他巷道。

(7)回采和掘進工作麵都應有獨立的通風係統。

(8)井下火藥庫、機電硐室必須有單獨的進風流，回風必須直接引人回風道。

2、礦井通風方法

礦井通風機的工作方法有壓人式、抽出式和抽壓聯合式三種。

(1)壓人式 主要通風機安裝在入風井口，整個通風係統處於正壓狀態。壓人式通風的缺點是，礦井進風路線漏風大，通風管理困難。井下風流處於正壓狀態，當主要通風機因故停止運轉時，風壓降低，有可能使采區瓦斯湧出量增加，造成瓦斯積聚。優點是，少掘總回風道，初期投資少，建井快;出風井多，通風阻力小。

(2)抽出式 主要通風機安裝在回風井口，整個通風係統處於負壓狀態。抽出式通風的優缺點與壓人式通風的相反。

(3)抽壓聯合式 雖能產生較大的通風壓力，適應大阻力礦井的需要，且使礦井內部漏風較小，但因通風管理比較複雜，故一般很少采用。 |

3、礦井通風方式

根據進回風井的布置形式不同，可分為以下幾種。

1)中央式

中央式出風井與進風井大致位於井田走向中央，根據出風井沿煤層傾向位置不同，又分為中央並列式和中央邊界式。可分為中央並列和中央邊界式。

2)對角式

進風井位於井田中央，出風井分別位於井田沿走向的兩翼。根據出風井位置的不同，又分為兩翼對角式和兩翼分區式。可分為兩翼對角式和兩翼分區式。

3)混合式

混合式是老礦井進行深部開采時所采用的通風方式，一般進風井、回風井由三個以上井筒按上述各種方式混合組成。有中央分列與兩翼對角混合式，中央並列與兩翼對角混合式，中央並列與中央分列混合式等。適用於煤層埋藏深，井田規模大，瓦斯量較大，煤層較多的老礦井。

4、通風網絡的基本形式和特征

礦井風流按照生產要求在巷道中采取分岔或彙合等線路結成的風流，叫做通風網絡。通風網絡中井巷風流的基本聯結形式有串聯、並聯和角聯三種。

5、掘進通風

礦井掘進通風主要以局部通風機為動力，通過風筒把新鮮風流送入掘進工作麵的通風方法。我國煤礦多用JBT係列、對旋式和混流式風機等。以局部通風機為動力的通風方法有三種：壓入式通風、抽出式通風、混合式通風。

(五)、礦井通風設施

通風設施是控製風流所采用的一些人工建築設施。根據不同需要，可分為隔絕風流、隔斷風流、分隔風流、調控風流及輸送風流等設施。

1、風橋：將兩股平麵交叉的新、汙風流隔成立體交叉的一種通風設施。

2、密閉：在不允許風流通過，也不允許行人行車的設施。分為兩種：永久密閉和臨時密閉。

3、風門：在不允許風流通過，但需行人或行車的巷道內設置的通風構築砰：風門有木製、金屬材料或混合材料。風門按原理分為普遍風門和自動風門，普通風門人力開啟，自動風門各種動力啟閉，分為撞杆式、氣動式、電動式等。

4、調節風窗：安裝在風路上可調節風量的通風構築物。作用是實現並聯風網中的風量按需分配，達到調節風量的目的。結構要求牢固，調節方更，風窗必須建在並聯通風阻力小的巷道內，避免在礦井總回風和一翼總回風中建築。

三、礦井瓦斯及治理

(一)、礦井瓦斯的性質

所謂礦井瓦斯是指礦井中主要由煤層氣構成的以甲烷為主的有害氣體，有時單獨指甲烷，故其性質常呈現為甲烷的性質。

礦井瓦斯是一種無色、無味、無臭的氣體，在標準狀態下，1 m3瓦斯的質量為0.7168 kg，比空氣1.293 kg m3輕，故常積聚在巷道頂部、上山掘進工作麵及頂板冒落的地區，因此檢查時要特別注意這些地點。礦井瓦斯的擴散性好，比空氣大1.6倍。

礦井瓦斯本身無毒，但礦井空氣中的瓦斯濃度較高時，就像氮氣一樣會相對降低空氣中氧氣含量，因缺氧而會引起人員窒息。當礦井瓦斯濃度達到43%時，氧的濃度將降到12%，人將感到呼吸困難;當礦井瓦斯濃度達到51%時，氧氣含量會降低到9%，人若誤人其中，短時間就會窒息死亡。在井下盲巷、廢巷或通風不良的地區，都必須封閉或設置柵欄並懸掛“禁止人內”的標誌，嚴禁人員進入，更不準入內作業。

礦井瓦斯難溶於水，壓力為50個大氣體，溫度為30℃時，其溶群度僅為1%。

礦井瓦斯不助燃，但與空氣混合達到一定濃度後，遇到高溫火焰能夠燃燒和爆炸。

(二)礦井瓦斯爆炸及其預防

1、瓦斯爆炸的條件：瓦斯爆炸必須同時具備三個條件：既瓦斯濃度處於爆炸範圍5-16%，高溫火源650-750℃，氧氣濃度超過12%。

2、瓦斯爆炸的危害：瓦斯爆炸的危害表現在以下三個方麵：爆炸產生高溫火源;爆炸產生高壓、衝擊波;爆炸產生有害氣體。

礦井瓦斯爆炸的危害極其嚴重，必須采取有效措施，杜絕此類事故發生。預防瓦斯爆炸主要應從以下三個方麵進行：一是防止瓦斯積聚和超限;二是防止瓦斯引燃;三是防止瓦斯爆炸災害事故的擴大。

四、礦井粉塵

礦井粉塵包括煤塵和岩塵，它是煤礦生產過程中生成的細散狀塵粒。粉塵的危害性很大，不僅引起職業病危害工人的身體健康，造成喪失勞動能力和縮短壽命。煤塵還具有爆炸性造成嚴重破壞和大量傷亡，威脅著礦井的安全生產。

五、礦井火災及危害

1、礦井火災概念：凡是發生在礦井井下或地麵，威脅到井下安全生產，造成損失的非控製燃燒均稱為礦井火災。如發生在地麵井口房、通風機房失火或井下的膠帶著火、煤炭自燃等，均為礦井火災。

2、礦井火災的分類：礦井火災按其原因可分為外因火災和內因火災兩大類。

3、礦井火災的危害; 1)產生大量的有毒、有害氣體;2)引起瓦斯或煤塵爆炸;3)毀壞設備和資源;4)產生火風壓，擴大事故;5)撲滅火災需耗費大量人力、物力、財力，成本高。

4、預防自然火災的措施:采礦技術措施;2)通風措施;3)預防性灌漿;4)阻化劑防火。

第二章 的煤礦監測傳感器

一、傳感器的概念

1、傳感器定義

傳感器是一種檢測裝置，它直接接受被測參數的有關數據(信息)，並能將所接受的物理量信息按一定規律轉變成同種或別種物理量信息。所以，有時又把傳感器稱為變換器或變能器。

傳感器是實現自動檢測和自動控製的首要環節。如果沒有精確可靠的傳感器，就不可能存在精確可靠的自動檢測和控製係統。

2、傳感器的組成

傳感器一般由檢出元件、調理電路、顯示器、傳輸信號和接口等部分組成，有時也把工作電源電路包括在內，如下圖所示。

傳感器組成原理框圖

1)檢出元件

檢出元件是直接感受被測物理量的元件，其輸出信號與被測參數構成某種確定的關係，並用所輸出的信號表示被測參數的實際狀態。檢出元件按變換方式可分為直接變換與間接變換兩種。

(1)直接變換式 輸人為非電量而輸出為電量者，稱之為直接變換式檢出元件。如熱電偶可將溫度直接變換為電壓，熱電阻可將溫度變為電阻信號，等等。

(2)間接變換式 輸入為非電量而輸出仍然是非電量，隻有再經變換才能獲得電量信號，這種經過兩次以上交換才能得到電量輸出信號的，稱為間接變換式檢出元件。如膜片或波紋管，先將壓力數據變換為位移值，然後再將位移值信號變換為電量輸出。井下測壓的差壓膜盒式傳感器就屬於這類變換。

2)調理電路

傳感器輸出往往不能滿足顯示電路的要求，因此，在傳感器與顯示器之間需要有接口及調理電路。

典型的接口及調理電路包括：電橋、激勵源、放大、濾波、線性化、隔離、偏置、阻抗變換、電平轉換以及各種各樣的計算(模擬量或數字量)等電路組成。

3)顯示器

(1)模擬顯示器 又稱指示式顯示器，被測量值的大小靠指針、標尺等的相應位置指示。有時也帶有機構，能以曲線形式繪製出被測量動態變化。

(2)數字顯示器 多用液晶或數碼管直接顯示被測量值。

(3)屏幕顯示器 它是一種靠電視屏幕顯示被測量值的部件，可以同時顯示多個被測量值及其變化規律(曲線或表格)，有利於對被測值的比較和分析。

4)傳輸信道

傳輸信道是聯係儀器各個環節，為各環節的輸入和輸出提供信息通路的設施

信號傳輸方式如下： 模擬信號傳輸 、有線傳輸、數字信號傳輸、信號傳輸、無線傳輸

二、傳感器分類

傳感器種類繁多，用途十分廣泛，實用傳感器有如下幾種分類方法：

1、按輸入物理量分類

按輸人物理量的性質可區分為：位移傳感器、速度傳感器、溫度傳感器、力傳感器(壓力、力矩、轉矩和力敏等)、流量傳感器、濕敏傳感器、氣敏傳感器、熱敏傳感器、光敏傳感器、磁傳感器、超聲及聲波傳感器、紅外傳感器、壓敏傳感器、射線與微波傳感器、化學及電化學傳感器、色敏傳感器、圖像傳感器、物位傳感器、尺寸傳感器及壓差傳感器等。

2、按工作原理分類

按工作原理不同可分為：壓電式、動圖式、電磁式、磁阻式、電感式、電容式、液壓式、氣壓式、流量計式、浮子式、活塞式、電阻式等。

3、按能量傳遞方式分類

按能量的觀點分類，傳感器可劃分為能量控製型(無源傳感器)、能量變換型(有源傳感器)和能量傳遞型(間接傳感器)三類。

4、按輸出信號性質分類

按輸出信號性質可將傳感器分為模擬式傳感器和數字式傳感器兩類。

三、甲烷傳感器

甲烷(CH4)濃度監測是礦井安全監控的首要內容。按其監測濃度範圍可分低濃度、高濃度、高低濃度組合和全量程4種。低濃度甲烷傳感器的量程為0～4.0%CH4。高濃度甲烷傳感器的量程為0～100%。當環境中甲烷濃度大於或等於報警濃度時，發出聲光報警信號;當環境中甲烷濃度大於或等於斷電濃度時，切斷被控區域的全部非本質安全型電氣設備的電源並閉鎖;當甲烷濃度低於複電濃度時解鎖。因此，甲烷傳感器既是礦井安全監控最重要的設備，又是礦井安全監控必各的設各之一。甲烷傳感器按其工作原理可分為催化燃燒式和熱導式等。由於在礦井安全監測中，用於低濃度甲烷監測的主要是催化燃燒式，用於高濃度甲烷監測的主要熱導式。

1、催化燃燒式

催化燃燒式甲烷傳感器的工作原理是：傳感元件(含敏感元件，以下同)表麵的甲烷(或可燃性氣體)在催化劑的催化作用下，發生無焰燃燒，放出熱量，使傳感元件升溫，進而使傳感元件電阻變大，通過測量傳感元件電阻變化就可測出甲烷氣體的濃度。催化燃燒式甲烷傳感元件有鉑絲催化元件和載體催化元件兩種。

1)鉑絲催化元件

鉑絲催化元件采用高純度(99.99%)的鉑絲製成線圈，鉑絲既是催化劑，又是加熱器。當鉑絲催化元件通電後，鉑絲電阻將電能轉換成熱能，在鉑絲的催化作用下，吸附在鉑絲表麵的甲烷無焰燃燒，放出熱量，進而使鉑絲升溫，電阻變大，通過測量其電阻變化，就可測得空氣中甲烷濃度。鉑絲催化元件結構簡單，穩定性好，受硫化物中毒影響小。但鉑絲的催化活性低，必須在900℃以上高溫才能使元件工作，這不僅耗電大，在高溫的作用下還會導致元件表麵蒸發，使鉑絲變細，電阻增大，造成傳感器零點漂移。另外，鉑絲催化元件機械強度低，由於機械振動等會改變其幾何形狀，影響傳感器參數。因此，在礦井安全監控裝置中，測量低濃度的甲烷傳感器主要是載體催化元件。

2)載體催化元件

載體催化元件一般由一個帶催化劑的傳感元件(俗稱黑元件)和一個不帶催化劑的補償元件(俗稱白元件)組成，如圖所示。白元件與黑元件的結構尺寸完全相同。但白元件表麵沒有催化劑，僅起環境溫度補償作用。

圖 載體催化元件結構(黑白元件)

(a)帶催化劑的載體敏感元件;(b)不帶催化劑的載體補償元件

黑元件由鉑絲線圈Al2O3載體和表麵的催化劑組成。其中鉑絲線圈用來給元件加溫，提供甲烷催化燃燒所需要的溫度，同時，甲烷燃燒放上的熱量使其升溫，通過測量其電阻變化，就可測得空氣中甲烷濃度。Al2O3載體用來固定鉑絲線圈，增強元件的機械強度。塗在元件表麵的(Pt)和鈀(Pd)等重金屬催化劑，使吸附在元件表麵的甲烷無焰燃燒。

甲烷無焰燃燒放出的熱量，使黑元件升溫，從而使鉑絲線圈的電阻增大，通過電橋，就可測得由於甲烷無焰燃燒使鉑絲線圈電阻增大的值。當然，由於環境溫度的變化也會使鉑絲線圈的電阻發生變化。為克服環境溫度變化對甲烷濃度測量的影響，在電橋中引入了與黑元件結構尺寸完全相同的白元件。由於白元件表麵沒有催化劑，因此甲烷不會在白元件表麵燃燒，白元件鉑絲圈的電阻變化僅與環境溫度有關。由於黑元件R1與白元件R2處於電橋的同一側，通過的電流相等(不考慮電壓測量電路的漏電流)，因此在甲烷(可燃性氣體)濃度為零的新鮮空氣中，其電阻相等(不考慮由於製造過程中的結構差異)，即R1=R2。這時，電橋處於平衡狀態，輸出電壓為0。若環境溫度發生變化或通過黑白元件的電流發生變化，使黑白元件電阻發生變化，但由於變化後的黑白元件電阻仍相等，不會使電橋失衡。因此白元件具有環境溫度補償作用。

當空氣中甲烷濃度不為零，吸附在黑元件表麵的甲烷在黑元件表麵催化燃燒，燃燒放出的熱量與甲烷濃度成正比(在濃度<9.5%的低濃情況下=，在燃燒熱量的作用下，黑元件溫度上升，黑元件鉑絲電阻也隨之增大△R1。因此，通過測量△R1的變化，就可測得空氣中的甲烷濃度(低濃情況下)。

影響載體催化元件主要技術性能的因素有雙值性、激活、催化劑中毒、靈敏度變化、響應時間、氣體流量、線性度等。

2、熱導式

熱導式甲烷傳感器的工作原理是：利用甲烷的熱導率高於新鮮空氣的熱導率，通過熱敏元件測量甲烷空氣混合物熱導率的變化，進而測得甲烷空氣混合物濃度的變化。不難看出，熱導式甲烷傳感器的選擇性較差，空氣中其他氣體的濃度變化會影響甲烷濃度的測量。例如，二氧化碳濃度的增加會使熱導率降低，溫度的增加將使熱導率增大。熱導式甲烷傳感器要排除二氧化碳和空氣濕度的影響。

第三章 礦井監測係統

一、礦井監控係統的組成

礦井監控係統是由單一甲烷監測和就地斷電控製的瓦斯遙測係統和簡單的開關量監測模擬盤調度係統發展而來的。這些係統監測參數單一，監測容量小，電纜用量大、係統性能價格比低，難以滿足煤礦安全生產的需要。

隨著傳感器技術、電子技術、計算機技術和信息傳輸技術的發展和在煤礦的應用，為適應機械化采煤的需要，礦井監控係統已由早期的單一參數的監測係統，發展為多參數單方麵監控係統。

現有礦井監控係統在煤礦安全生產、提高生產率和設備利用率方麵起到了重要作用，但存在著硬件不通用、軟件不兼容、信道不共享、信息不共享、以監測為主，控製功能、特別是遠程控製功能不強、災害預報功能弱等問題。

因此，礦井監控係統將綜合組態軟件、現場總線、可編程控製器、多媒體、計算機網絡、GIS和智能傳感器等技術，向著監測與控製並重、就地自動控製、遠程人為控製、災害預報、硬件通用、軟件兼容、信道共享、信息共享、多參數、多功能、多媒體全礦井綜合監控的方向發展。

1、早期的礦井監控係統

礦井監控係統是由瓦斯遙測係統發展而來的。瓦斯遙測係統是用來監控井下環境中甲烷濃度的監控係統，並具有瓦斯超限聲光報警和斷電功能。瓦斯遙測係統一般由甲烷傳感器、斷電儀、遙測儀和記錄儀組成。

甲烷傳感器將被測甲烷濃度轉換為電信號送斷電儀，並具有瓦斯濃度顯示和甲烷濃度超過報警濃度後聲光報警功能(也有一些瓦斯遙測係統將聲光報警箱與傳感器分離)。

斷電儀對甲烷傳感器送來的甲烷濃度信號進行調製，將調製後的信號經2芯礦用信號電纜遠距離傳送至地麵的遙測儀。同時對接收到的甲烷濃度信號進行判別，若超過斷電濃度，則通過控製繼電器切斷被控區域的動力電源，並實現閉鎖。斷電儀還兼作電源，將井下電網的交流電轉換為斷電儀和傳感器所需的本質安全型直流電源。

遙測儀對接收到的調製信號解調後顯示，並進行報警判別，當甲烷濃度超過報警濃度時，發出聲光報警信號。記錄儀將甲烷濃度實時記錄下來。

2、礦井監控係統組成

礦井監控係統由早期的單一參數的監測係統，發展為多參數單方麵監控係統，這些係統均針對某一方麵的多參數監控，這包括環境安全監控係統、軌道運輸監控係統、膠帶運輸監控係統、提升運輸監控係統、供電監控係統、排水監控係統、礦山壓力監控係統、火災監控係統、水災監控係統、煤與瓦斯突出監控係統、大型機電設備健康狀況監控係統等。

環境安全監控係統主要用來監測甲烷濃度、一氧化碳濃度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、硫化氫濃度、風速、負壓、溫度、風門狀態、風窗狀態、風筒狀態、局部通風機開停、主通風機開停、工作電壓、工作電流等，並實現甲烷超限聲光報警、斷電和甲烷風電閉鎖控製等。

礦井監控係統一般由傳感器、執行機構、分站、電源箱(或電控箱)、主站(或傳輸接口)、主機(含顯示器)、打印機、電視牆(或投影儀、模擬盤、多屏幕、大屏幕)、管理工作站、服務器、路由器、UPS電源、電纜和接線盒等組成。

3、礦井監控係統的特點

煤礦井下是一個特殊的工作環境，有易燃易爆可燃性氣體和腐蝕性氣體，潮濕、淋水、礦塵大、電網電壓波動大、電磁幹擾嚴重、空間狹小、監控距離遠。因此，礦井監控係統不同於一般工業監控係統，礦井監控係統同一般工業監控係統相比具有如下特點：

1)電氣防爆。一般工業監控係統均工作在非爆炸環境中，而礦井監控係統工作在有瓦斯和煤塵爆炸性環境的煤礦井下，因此，礦井監控係統的設備必須是防爆型電氣設備。

2)傳輸距離遠。一般工業監控係統對係統的傳輸距離要求不高，僅為幾千米，甚至幾百米，而礦井監控係統的傳輸距離至少要達到10km。

3)網絡結構宜采用樹型結構。

4)監控對象變化緩慢。

5)電網電壓波動大。

6)工作環境惡劣。

7)傳感器(或執行機構)宜采用遠程供電。

8)不宜采用中間繼電器。

第四章 傳感器的安裝與設置

一、甲烷傳感器的設置

1、甲烷傳感器應垂直懸掛，距頂板(頂梁、屋頂)不得大於300mm，距巷道側壁(牆壁)不得小於200mm，並應安裝維護方便，不影響行人和行車。

2、甲烷傳感器的報警濃度、斷電濃度、複電濃度和斷電範圍及便攜式甲烷檢測報警儀的報警濃度必須符合表1的規定。

表1甲烷傳感器的報警濃度、斷電濃度、複電濃度和斷電範圍及便攜式甲烷檢測報警儀的報警濃度

甲烷傳感器或便攜式甲烷檢測報警儀設置地點甲烷傳感器編號報警濃度%CH4斷電濃度%CH4複電濃度%CH4斷電範圍

采煤工作麵上隅角T0≥1.0≥1.51.0工作麵及其回風巷內全部非本質安全型電氣設備

采煤工作麵上隅角設置的便攜式甲烷檢測報警儀≥1.0

低瓦斯和高瓦斯礦井的采煤工作麵T1≥1.0≥1.51.0工作麵及其回風巷內全部非本質安全型電氣設備

煤與瓦斯突出礦井的采煤工作麵T1≥1.0≥1.51.0工作麵及其進、回風巷內全部非本質安全型電氣設備

采煤工作麵回風巷T2≥1.0≥1.01.0工作麵及其回風巷內全部非本質安全型電氣設備

煤與瓦斯突出礦井采煤工作麵進風巷T3≥0.5≥0.50.5進風巷內全部非本質安全型電氣設備

采用串聯通風的被串采煤工作麵進風巷T4≥0.5≥0.50.5被串采煤工作麵及其進回風巷內全部非本質安全型電氣設備

采用兩條以上巷道回風的采煤工作麵第二、第三條回風巷T5≥1.0≥1.51.0工作麵及其回風巷內全部非本質安全型電氣設備

T6≥1.0≥1.01.0

專用排瓦斯巷T7≥2.5≥2.52.5工作麵內全部非本質安全型電氣設備

有專用排瓦斯巷的采煤工作麵混合回風流處T8≥1.0≥1.01.0工作麵內及其回風巷內全部非本質安全型電氣設備

高瓦斯、煤與瓦斯突出礦井采煤工作麵回風巷中部≥1.0≥1.01.0工作麵及其回風巷內全部非本質安全型電氣設備

采煤機≥1.0≥1.51.0采煤機電源

采煤機設置的便攜式甲烷檢測報警儀≥1.0

煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出岩巷的掘進工作麵T1≥1.0≥1.51.0掘進巷道內全部非本質安全型電氣設備

煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出岩巷的掘進工作麵回風流中T2≥1.0≥1.01.0掘進巷道內全部非本質安全型電氣設備

采用串聯通風的被串掘進工作麵局部通風機前T3≥0.5≥0.50.5掘進巷道內全部非本質安全型電氣設備

≥0.5≥1.50.5包括局部通風機在內的掘進巷道內全部非本質安全型電氣設備

高瓦斯礦井雙巷掘進工作麵混合回風流處T3≥1.5≥1.51.0包括局部通風機在內的全部非本質安全電源

高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井掘進巷道中部≥1.0≥1.01.0掘進巷道內全部非本質安全型電氣設備

掘進機≥1.0≥1.51.0掘進機電源

掘進機設置的便攜式甲烷檢測報警儀≥1.0

采區回風巷≥1.0≥1.01.0

一翼回風巷及總回風巷≥0.7——

回風流中的機電硐室的進風側≥0.5≥0.50.5機電硐室內全部非本質安全型電氣設備

使用架線電機車的主要運輸巷道內裝煤點處≥0.5≥0.50.5裝煤點處上風流100米內及其下風流的架空線電源和全部非本質安全型電氣設備

高瓦斯礦井進風的主要運輸巷道內使用架線電機車時，瓦斯湧出巷道的下風流處≥0.5≥0.50.5瓦斯湧出巷道上風流100米內及其下風流的架空線電源和全部非本質安全型電氣設備

礦用防爆特殊型蓄電池電機車內≥0.5≥0.50.5機車電源

礦用防爆特殊型蓄電池電機車內設置的便攜式甲烷檢測報警儀≥0.5

礦用防爆特殊型柴油機車內設置的便攜式甲烷檢測報警儀≥0.5≥0.5

兼做回風井的裝有帶式輸送機的井筒≥0.5≥0.70.7井筒內全部非本質安全型電氣設備

采區回風巷、一翼回風巷及總回風巷道內臨時施工的電氣設備上風側≥1.0≥1.01.0回風巷道內全部非本質安全型電氣設備

井下煤倉上方、地麵選煤廠煤倉上方≥1.5≥1.51.5貯煤倉運煤的各類運輸設備

封閉的地麵選煤廠內≥1.5≥1.51.5選煤廠內全部電氣設備

封閉的帶式輸送機地麵走廊內, 帶式輸送機滾筒上方≥1.5≥1.51.5帶式輸送機地麵走廊內全部電氣設備

地麵瓦斯抽放泵站室內≥0.5———

井下臨時瓦斯抽放泵站內下風側柵欄外≥0.5≥1.00.5瓦斯抽放泵站電源。

瓦斯抽放泵輸入管路中≤25———

利用瓦斯時，瓦斯抽放泵站輸出管道中≤30———

不利用瓦斯、采用幹式抽放瓦斯設備的瓦斯抽放泵站輸出管路中≤25———

3、采煤工作麵甲烷傳感器的設置

長壁采煤工作麵甲烷傳感器必須按圖設置。U型通風方式在上隅角設置甲烷傳感器T0，工作麵設置甲烷傳感器T1 ，工作麵回風巷設置甲烷傳感器T2;若煤與瓦斯突出礦井的甲烷傳感器T1不能控製采煤工作麵進風巷內全部非本質安全型電氣設備，則在進風巷設置甲烷傳感器T3;低瓦斯和高瓦斯礦井采煤工作麵采用串聯通風時，被串工作麵的進風巷設置甲烷傳感器T4，如圖所示。

有專用排瓦斯巷的采煤工作麵甲烷傳感器必須按圖3設置。甲烷傳感器T0、T1、T2 的設置同上圖;在專用排瓦斯巷設置甲烷傳感器T7，在工作麵混合回風風流處設置甲烷傳感器T8，如下圖所示。

高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井采煤工作麵的回風巷長度大於1000m時，必須在回風巷中部增設甲烷傳感器。

4、掘進工作麵甲烷傳感器的設置

瓦斯礦井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出岩巷的掘進工作麵甲烷傳感器必須按圖4設置：在工作麵混合風流處設置甲烷傳感器T1，在工作麵回風流中設置甲烷傳感器T2;采用串聯通風的掘進工作麵，必須在被串工作麵局部通風機前設置掘進工作麵進風流甲烷傳感器T3。

高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井雙巷掘進甲烷傳感器必須按圖5設置：在掘進工作麵及其回風巷設置甲烷傳感器T1和T2;在工作麵混合回風流處設置甲烷傳感器T3。

高瓦斯和煤與瓦斯突出礦井的掘進工作麵長度大於800m時，必須在掘進巷道中部增設甲烷傳感器。

第五章《煤礦安全規程》第三章“通風安全監控”

一 般 規 定

第一百五十七條 煤礦企業應建立安全儀表計量檢驗製度。

第一百五十八條 所有礦井必須裝備礦井安全監控係統。礦井安全監控係統的安裝、使用和維護必須符合本規程和相關規定的要求。

第一百五十九條 采區設計、采掘作業規程和安全技術措施，必須對安全監控設備的種類、數量和位置，信號電纜和電源電纜的敷設，控製區域等做出明確規定，並繪製布置圖。

第一百六十條 煤礦安全監控設備之間必須使用專用阻燃電纜或光纜連接，嚴禁與調度電話電纜或動力電纜等共用。

防爆型煤礦安全監控設備之間的輸入、輸出信號必須為本質安全型信號。

安全監控設備必須具有故障閉鎖功能：當與閉鎖控製有關的設備未投入正常運行或故障時，必須切斷該監控設備所監控區域的全部非本質安全型電氣設備的電源並閉鎖;當與閉鎖控製有關的設備工作正常並穩定運行後，自動解鎖。

礦井安全監控係統必須具備甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能;當主機或係統電纜發生故障時，係統必須保證甲烷斷電儀和甲烷風電閉鎖裝置的全部功能;當電網停電後，係統必須保證正常工作時間不小於2h;係統必須具有防雷電保護;係統必須具有斷電狀態和饋電狀態監測、報警、顯示、存儲和打印報表功能;中心站主機應不少於2台，1台備用。

第二節 安裝、使用和維護

第一百六十一條 安裝斷電控製係統時，必須根據斷電範圍要求，提供斷電條件，並接通井下電源及控製線。安全監控設備的供電電源必須取自被控製開關的電源側，嚴禁接在被控開關的負荷側。

拆除或改變與安全監控設備關聯的電氣設備的電源線及控製線、檢修與安全監控設備關聯的電氣設備、需要安全監控設備停止運行時，須報告礦調度室，並製定安全措施後方可進行。

第一百六十二條 安全監控設備必須定期進行調試、校正，每月至少1次。甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀等采用載體催化元件的甲烷檢測設備，每7天必須使用校準氣樣和空氣樣調校1次。每7天必須對甲烷超限斷電功能進行測試。

安全監控設備發生故障時，必須及時處理，在故障期間必須有安全措施。

第一百六十三條 必須每天檢查安全監控設備及電纜是否正常，使用便攜式甲烷檢測報警儀或便攜式光學甲烷檢測儀與甲烷傳感器進行對照，並將記錄和檢查結果報監測值班員;當兩者讀數誤差大於允許誤差時，先以讀數較大者為依據，采取安全措施並必須在8h內對2種設備調校完畢。

第一百六十四條 礦井安全監控係統中心站必須實時監控全部采掘工作麵瓦斯濃度變化及被控設備的通、斷電狀態。

礦井安全監控係統的監測日報表必須報礦長和技術負責人審閱。

第一百六十五條 必須設專職人員負責便攜式甲烷檢測報警儀的充電、收發及維護。每班要清理隔爆罩上的煤塵，發放前必須檢查便攜式甲烷檢測報警儀的零點和電壓或電源欠壓值，不符合要求的嚴禁發放使用。

第一百六十六條 配製甲烷校準氣樣的裝置和方法必須符合國家有關標準，相對誤差必須小於5%。製備所用的原料氣應選用濃度不低於99.9%的高純度甲烷氣體。

第一百六十七條 安全監控設備布置圖和接線圖應標明傳感器、聲光報警器、斷電器、分站、電源、中心站等設備的位置、接線、斷電範圍、傳輸電纜等，並根據實際布置及時修改。

第三節 甲烷傳感器和其他傳感器的設置

第一百六十八條 甲烷傳感器報警濃度、斷電濃度、複電濃度和斷電範圍必須符合表3規定。

第一百六十九條 低瓦斯礦井的采煤工作麵，必須在工作麵設置甲烷傳感器。

高瓦斯和煤(岩)與瓦斯突出礦井的采煤工作麵，必須在工作麵及其回風巷設置甲烷傳感器，在工作麵上隅角設置便攜式甲烷檢測報警儀。

若煤(岩)與瓦斯突出礦井采煤工作麵的甲烷傳感器不能控製其進風巷內全部非本質安全型電氣設備，則必須在進風巷設置甲烷傳感器。

采煤工作麵采用串聯通風時，被串工作麵的進風巷必須設置甲烷傳感器。

采煤機必須設置機載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀。

非長壁式采煤工作麵甲烷傳感器的設置參照上述規定執行。

第一百七十條 低瓦斯礦井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出的岩巷掘進工作麵，必須在工作麵設置甲烷傳感器。

高瓦斯、煤(岩)與瓦斯突出礦井的煤巷、半煤岩巷和有瓦斯湧出的岩巷掘進工作麵，必須在工作麵及其回風流中設置甲烷傳感器。

掘進工作麵采用串聯通風時，必須在被串掘進工作麵的局部通風機前設甲烷傳感器。

掘進機必須設置機載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀。

第一百七十一條 在回風流中的機電設備硐室的進風側必須設置甲烷傳感器。

第一百七十二條 高瓦斯礦井進風的主要運輸巷道內使用架線電機車時，裝煤點、瓦斯湧出巷道的下風流中必須設置甲烷傳感器。

第一百七十三條 在煤(岩)與瓦斯突出礦井和瓦斯噴出區域中，進風的主要運輸巷道和回風巷道內使用礦用防爆特殊型蓄電池電機車或礦用防爆型柴油機車時，蓄電池電機

車必須設置車載式甲烷斷電儀或便攜式甲烷檢測報警儀，柴油機車必須設置便攜式甲烷檢測報警儀。當瓦斯濃度超過0.5%時，必須停止機車運行。

第一百七十四條 瓦斯抽放泵站必須設置甲烷傳感器，抽放泵輸入管路中必須設置甲烷傳感器。利用瓦斯時，還應在輸出管路中設置甲烷傳感器。

第一百七十五條 裝備礦井安全監控係統的礦井，每一個采區、一翼回風巷及總回風巷的測風站應設置風速傳感器，主要通風機的風硐應設置壓力傳感器;瓦斯抽放泵站的抽放泵吸入管路中應設置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器，利用瓦斯時，還應在輸出管路中設置流量傳感器、溫度傳感器和壓力傳感器。

裝備礦井安全監控係統的開采容易自燃、自燃煤層的礦井，應設置一氧化碳傳感器和溫度傳感器。

裝備礦井安全監控係統的礦井，主要通風機、局部通風機應設置設備開停傳感器，主要風門應設置風門開關傳感器，被控設備開關的負荷側應設置饋電狀態傳感器。

第六章 KJ90NB新型寬帶快速反應綜合監控係統

一、KG9701A型智能低濃度甲烷傳感器

1、工作原理

KG9701A型智能低濃度甲烷傳感器是一種采用熱催化原理連續監測井下甲烷氣體濃度的瓦斯監測儀表。探頭采用熱催化敏感元件。工作時，井下被測環境中的甲烷氣體以擴散的方式進入到傳感器探頭氣室，在敏感元件表麵發生氧化還原反應，使傳感器檢測電橋產生出與甲烷氣體濃度相應的電訊號。此訊號經傳感器後續電路放大處理後進入A/D轉換器進行模數轉換，最後送到中央處理單元89C51單片微機進行數據處理，然後發往與之相連的井下監控分站以及地麵中心站，實現井下聯網監測、監控及就地數字顯示和聲光報警。

2、主要技術指標

1)工作溫度：0℃——40℃

2)相對濕度：≤98%

3)大氣壓力：86kPa——110kPa

4)防爆類型：礦用本安兼隔爆型

5)防爆標誌：ExibdI

6)整機工作電壓：(12——24)VDC(本安電源)

7)整機工作電流：≤100mA

8)測量範圍：0%CH4——4.00%CH4

9)測量精度：0.00%CH4——1.00%CH4 ±0.10%CH4

1.00%CH4——2.00%CH4 ±0.20%CH4

2.00%CH4——4.00%CH4 ±0.30%CH4

10)信號輸出類型：電流或頻率

3、典型故障處理

1)傳感器顯示：“L.LL”

當傳感器顯示“L.LL”時，可能是傳感器內的催化元件或熱導元件出現斷絲。處理方法是更換新的催化或熱導元件。

2)自檢時傳感器顯示2.AA或2.bb

自檢時，如傳感器出現顯示2.AA或2.bb符號，說明傳感器的測量橋路零點偏移過大，需對傳感器進行硬件調零。

3)報警時有光無聲或聲音嘶啞

當傳感器報警時出現有光無聲或聲音嘶啞現象時，首先應檢查蜂鳴器的連線有無斷線，如無斷線則屬蜂鳴器故障。

二、KG9001C型智能高低濃度甲烷傳感器

1、工作原理

KG9001C型智能高低濃度甲烷傳感器是采用熱催化及熱導原理測量甲烷氣體濃度。由敏感元件與電阻、調零電位器等組成測量。工作時，被測環境中的甲烷氣體以擴散的方式進入到傳感器探頭氣室，在敏感元件表麵發生氧化還原反應，使傳感器檢測電橋產生出與甲烷氣體濃度相應的電訊號。此訊號經傳感器後續電路放大處理後進入A/D轉換器進行模數轉換，最後送到中央處理單元89C51單片微機進行數據處理，然後發往與之相連的井下監控分站以及地麵中心站，實現井下聯網監測、監控及就地數字顯示和聲光報警。

2、主要技術指標

1)工作溫度：0℃——40℃

2)相對濕度：≤98%

3)大氣壓力：86kPa——110kPa

4)防爆類型：礦用本安兼隔爆型

5)防爆標誌：ExibdI

6)整機工作電壓：(12——24)VDC(本安電源)

7)整機工作電流：≤100mA

8)測量範圍：0%CH4——40.00%CH4

9)測量精度：0.00%CH4——1.00%CH4 ±0.10%CH4

1.00%CH4——2.00%CH4 ±0.20%CH4

2.00%CH4——4.00%CH4 ±0.30%CH4

4.00%CH4——40.00%CH4 ±10.00%(相對誤差)

10)信號輸出類型：電流或頻率

3、典型故障處理

1)傳感器顯示：“L.LL”

當傳感器顯示“L.LL”時，可能是傳感器內的催化元件或熱導元件出現斷絲。處理方法是更換新的催化或熱導元件。

2)自檢時傳感器顯示2.AA或2.bb

自檢時，如傳感器出現顯示2.AA或2.bb符號，說明傳感器的測量橋路零點偏移過大，需對傳感器進行硬件調零。

3)報警時有光無聲或聲音嘶啞

當傳感器報警時出現有光無聲或聲音嘶啞現象時，首先應檢查蜂鳴器的連線有無斷線，如無斷線則屬蜂鳴器故障。

三、GT500(A)型一氧化碳傳感器

1、工作原理

一氧化碳傳感器是采用三電極化學CO敏感元件。實際測量時，當敏感元件接觸到環境中擴散的CO氣體通過過濾塵罩經CO敏感元件透氣膜擴散進入到具有恒定電位的電極上，在電極催化作用下與電解液中水發生陽極氧化反應。在工作電極上所釋放的電子所產生與CO濃度成正比的電流經檢測電路溫度補償在，經A/D轉換器進行模數轉換，最後送到中央處理單元89C51單片微機進行數據處理，然後發往與之相連的井下監控分站以及地麵中心站，實現井下聯網監測、監控及就地數字顯示和聲光報警。

2、主要技術指標

1)工作溫度：0℃——40℃

2)相對濕度：≤95%

3)大氣壓力：86kPa——106kPa

4)防爆類型：礦用本安兼隔爆型

5)防爆標誌：ExibdI

6)整機工作電壓：(12——24)VDC(本安電源)

7)整機工作電流：≤80mA

8)測量範圍：0——500PPm

9)誤差範圍： 0 ——50 ±4PPm

>50 ——200 ±(4+3%測量值)PPm

>200 ±(4+5%測量值)PPm

四、GE50(A)型溫度傳感器

1、工作原理

溫度傳感器以貴金屬鉑為溫度敏感元件。實際測量時，與鉑電阻構成的電橋電路將檢測環境或物體的溫度變化量轉換成相應的電壓信號，此信號經A/D轉換器進行模數轉換，最後送到中央處理單元89C51單片微機進行數據處理，然後發往與之相連的井下監控分站以及地麵中心站，實現井下聯網監測、監控及就地數字顯示和聲光報警。

2、主要技術指標

1)工作溫度：0℃——40℃

2)相對濕度：≤95%

3)大氣壓力：86kPa——106kPa

4)防爆類型：礦用本安兼隔爆型

5)防爆標誌：ExibdI

6)整機工作電壓：(12——24)VDC(本安電源)

7)整機工作電流：≤80mA

8)測量範圍：0℃——50℃

9)誤差範圍：±2℃