煤礦仍然是我國的重要的能源，礦山開采的安全非常重要。井下瓦斯、粉塵富集、煤層坍塌、自然、滲水等安全隱患都給礦山的安全開采帶來了很大的威脅。解決安全問題，必須加強對礦井的監(jiān)測監(jiān)控。
作為能源產(chǎn)業(yè)之一的煤礦開采生產(chǎn)行業(yè)，在上世紀為我國的工業(yè)發(fā)展提供了重要的基礎。同時煤礦開采的安全問題也是大眾非常關心的話題之一，主要原因是煤礦在開采和生產(chǎn)過程中，有毒氣體甲烷會迅速進入，對井下作業(yè)造成較大的安全隱患，因此對煤礦的瓦斯監(jiān)測也是煤礦開采工作中的重要工作之一。隨著科學技術的發(fā)展，煤礦開采對于瓦斯的監(jiān)測也開始依靠各種監(jiān)測技術。
生產(chǎn)是人類社會存在和發(fā)展的基礎。如果生產(chǎn)中存在各種隱患，就會有各種不安全因素，使生產(chǎn)不能順利進行。因此，安全是生產(chǎn)的必要條件。在生產(chǎn)中，只有保證安全，才能持續(xù)穩(wěn)定地發(fā)展。因此，我們首先要牢記安全的概念，我們將繼續(xù)采取實際行動，確保安全再生產(chǎn)。在煤礦安全生產(chǎn)中，防止瓦斯超標是十分重要的，是生產(chǎn)的主要前提，是安全的基礎，因此采用各種瓦斯超限防治技術，包括監(jiān)測技術。由于互聯(lián)網(wǎng)對不同監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控，可以完成監(jiān)測數(shù)據(jù)的采集、傳輸、處理和預警控制等各種任務。因此，隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，瓦斯監(jiān)測與檢測系統(tǒng)、傳感器技術、信息傳輸技術、計算機應用技術、控制技術等技術也逐漸發(fā)展起來。
一、煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)的作用
為了貫徹國家提出的“先抽后采，風定生產(chǎn)，監(jiān)控”的十二個字方針，全國國有煤礦基本購置和安裝了安全監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了對煤礦的自動、連續(xù)、集中監(jiān)控。煤氣、一氧化碳、風速、風壓、溫度、風機啟停、閥門開關、報警、停電。多次避免了各種瓦斯和火災事故。大部分礦區(qū)還實現(xiàn)了全球和省級監(jiān)測數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)，對促進煤礦安全生產(chǎn)發(fā)揮了重要作用。礦山安全監(jiān)控系統(tǒng)是傳感器技術、信息傳輸技術、計算機應用技術、電氣防爆技術和控制技術在礦山安全生產(chǎn)監(jiān)控領域中應用的產(chǎn)物。它對保障煤礦安全生產(chǎn)，提高機電設備的生產(chǎn)效率和利用率具有十分重要的作用。
二、瓦斯監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)的組成
礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)一般由四部分組成
中心站：
（1）中心站系統(tǒng)組成 中心站由監(jiān)控主機工控服務器、系統(tǒng)監(jiān)控軟件、網(wǎng)絡附件系統(tǒng)、電源系統(tǒng)、網(wǎng)絡打印機、中心監(jiān)控大屏系統(tǒng)、大屏幕控制軟件、大屏幕控制開關電源等組成。
（2）中心站軟件功能：監(jiān)控主機服務器可以進行數(shù)據(jù)存儲、報警、顯示、打印，同時可以在監(jiān)控中心設置“各礦瓦斯數(shù)據(jù)監(jiān)視大屏”，對井下各分站進行監(jiān)測監(jiān)控。
井下分站：
盡管各廠的監(jiān)控系統(tǒng)井下分站形式多樣，但基本上具備以下功能:
①開機自檢和本機初始化；
②通信測試
③分站設程控：實現(xiàn)斷點儀、風電瓦斯閉鎖、瓦斯管道監(jiān)測和一般的環(huán)境監(jiān)測
④死機自復位且通知中心站
⑤接收地面中心站初始化本分站參數(shù)設置：如傳感器配接通道號、量程、斷電點、報警上限
和報警下限等
⑥分站自動識別配接傳感器類型
⑦分站本身具備超限報警
⑧分站接收中心站對本分站指定通道輸出控制繼電器實施手控操作和異地斷電。
也就是說，監(jiān)控分站的設計具有高效可靠的保護電路和程序糾錯功能。即使變電所與地面中心站失去通信，變電站也可以繼續(xù)獨立工作，并自動恢復內(nèi)存。根據(jù)預先給出的要求，實現(xiàn)了煤氣失電報警、斷電報警和斷電控制功能。該斷電邏輯實現(xiàn)了氣-風閉鎖裝置和氣體斷電儀的所有功能。如果出現(xiàn)故障，分站可以在很短的時間內(nèi)自動復位和重新啟動單片機。即使變電站不能正常運行，也可以在不影響其他分站正常工作的情況下，自動從系統(tǒng)中移除。
通信接口
井下氣體等信息通過時分復用技術傳輸，信息傳輸是地下監(jiān)測變電站的信息交換過程。信息傳輸?shù)闹饕阅苁切畔⒂傻孛嬷鳈C發(fā)送，并且在傳輸?shù)降叵卤O(jiān)視器之后，執(zhí)行各種反饋任務。
瓦斯傳感器
傳感器的穩(wěn)定性和可靠性是煤礦監(jiān)控系統(tǒng)能否正確反映被測環(huán)境和設備參數(shù)的關鍵。具體地說，煤礦安全監(jiān)測系統(tǒng)是對煤礦生產(chǎn)、運輸、提升、排水等環(huán)節(jié)的瓦斯、風速、一氧化碳、煙氣、溫度等環(huán)境參數(shù)以及機電設備工作狀態(tài)進行監(jiān)測和控制的系統(tǒng)，并利用計算機對其進行分析。處理并獲取數(shù)據(jù)。
三、氣體安全環(huán)境監(jiān)測和控制系統(tǒng)的技術指標
根據(jù)安全監(jiān)測系統(tǒng)的組成，其主要技術指標主要以系統(tǒng)各子系統(tǒng)的技術指標為特征。
在測控變電所的容量(輸入、數(shù)量和輸出類型)等方面，檢測精度(是反映變電站性能的主要指標之一)，一般用全量程的相對誤差來表示。該值越小，檢測精度越高，分辨率、轉(zhuǎn)換時間等指標也越高。中心站具有主機類型和配置、容量、傳輸速率(數(shù)字傳輸速率越高，傳輸效率越高)。系統(tǒng)信息管理軟件具有良好的開放性、安全性、數(shù)據(jù)容量、響應速度等指標。
四、氣體安全監(jiān)測和監(jiān)測系統(tǒng)的類型
監(jiān)測系統(tǒng)可分為兩類：環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和工況監(jiān)測系統(tǒng)。每個系統(tǒng)可以包含幾個子系統(tǒng)。如環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可設置瓦斯突出預測子系統(tǒng)和頂板監(jiān)測子系統(tǒng)，工況監(jiān)測系統(tǒng)可設置綜合礦井監(jiān)測子系統(tǒng)和皮帶監(jiān)測子系統(tǒng)。
環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)一般側重于監(jiān)測礦區(qū)開挖工作面、機電室、主進回風道等自然環(huán)境參數(shù)。工作條件監(jiān)測系統(tǒng)一般側重于機電設備的監(jiān)測。一些大型監(jiān)測系統(tǒng)通常包括環(huán)境監(jiān)測和工作條件。監(jiān)控兩個功能，適應性更廣。
五.氣體安全環(huán)境監(jiān)測和監(jiān)測系統(tǒng)的結構
燃氣安全生產(chǎn)監(jiān)控系統(tǒng)的體系結構分為集中式和分布式兩種。集中控制是中央計算機直接控制被控對象的系統(tǒng)。其特點是信息采集、分析和處理、信道管理、控制功能由地面站計算機完成。分布式多級計算機控制系統(tǒng)是一種在實時控制系統(tǒng)中得到廣泛應用的控制系統(tǒng).所謂分布式多級計算機系統(tǒng)，是一個分布在不同地方，以協(xié)作方式相互配合的多機系統(tǒng)。
氣體監(jiān)測和監(jiān)測分布式系統(tǒng)由多功能樹結構實現(xiàn)。樹形結構具有簡單的拓撲結構，適用于礦山安裝和施工;信息單一，系統(tǒng)規(guī)模易于擴展，易于形成多級分布式系統(tǒng)。地面中心站只需要一根電纜直接沿井下行，而地下變電站則與這根主傳輸電纜并聯(lián)。這種結構，變電站連接非常方便靈活，可根據(jù)礦場條件靈活配置。由于變電站和變電站并聯(lián)連接，任何變電站的故障對其他變電站都沒有影響，變電站的可靠性很高。然而，當?shù)谝缓鸵粋€變電站之間的距離很長時，阻抗難以匹配。除了樹結構之外，分布式計算機系統(tǒng)還具有星形，公共總線類型，環(huán)形類型等。它們之間的區(qū)別在于溝通過程。
數(shù)據(jù)流有不同的路徑和模式
煤礦生產(chǎn)是地下作業(yè)，環(huán)境條件復雜。除了一般工業(yè)企業(yè)在地面上的危險和有害因素外，煤礦也有特殊的危險和有害因素，一次事故的發(fā)生往往導致另一次事故的發(fā)生；工作場所和工作條件隨著時間和空間的變化而變化，危險和有害因素的出現(xiàn)和消亡具有明顯的動態(tài)性；一些危險和有害因素相對隱蔽，難以憑感覺和直覺發(fā)現(xiàn)，必須通過儀器和特殊設備檢測。
煤礦主要事故如下:（1）瓦斯爆炸;（2）水災;（3）煤礦火災;（4）粉塵;（5）中毒和窒息;（6）高處墜落;（7）物體打擊;（8）觸電傷害;（9）機械傷害;（10）冒頂、片幫;（11）高處墜落;（12）淹溺;（13）坍塌;（14）爆破傷害;（15）火藥爆炸。
六.煤礦瓦斯安全監(jiān)控系統(tǒng)中的傳感器應用
目前煤礦瓦斯安全監(jiān)控系統(tǒng)的應用已較為普遍。高瓦斯煤礦，煤和瓦斯突出礦都配備了氣體監(jiān)測系統(tǒng)。甲烷傳感器和CO傳感器與安全監(jiān)控系統(tǒng)相結合，已成為煤礦瓦斯綜合治理和煤炭自燃火災預測的關鍵技術裝備，受到用戶和研究人員越來越多的關注。
安全監(jiān)控系統(tǒng)中的甲烷傳感器和CO傳感器：
催化燃燒式 甲烷傳感器 CH4傳感器 CH-D3簡介：CH-D3是利用催化燃燒的熱效應原理，由檢測元件和補償元件配對構成測量電橋，當遇到可燃性氣體時，可燃氣體在檢測元件載體表面及催化劑的作用下發(fā)生燃燒，載體溫度就升高，通過它內(nèi)部的鉑絲電阻也相應升高，從而使平衡電橋失去平衡，輸出一個與可燃氣體濃度成正比的電信號。廣泛應用于石化、煤礦井下等惡劣場合
另外甲烷傳感器模塊是便攜式甲烷檢測儀的核心元件，日本費加羅FIGARO 甲烷氣體預校準模塊 FSM-T-01，采用TGS2611可燃氣體傳感器配合優(yōu)化的經(jīng)典電路設計的模組，性價比高，使用簡單方便，常被廣泛用于地下礦井礦道內(nèi)甲烷濃度安全監(jiān)測以及家居燃氣報警系統(tǒng)，為廣大人員的生命安全護航。
英國Alphasense 一氧化碳傳感器CO-AM使用成熟的燃料電池技術，一氧化碳傳感器 (CO傳感器)CO-AM主要特性：測量范圍：5000ppm ,靈敏度：55～90nA/ppm ，主要用在石油化工，煤礦，工業(yè)等領域。
轉(zhuǎn)載請注明出處：傳感器應用_儀表儀器應用_電子元器件產(chǎn)品 – 工采資訊 http://www.negome.com/20236.html
