在煤炭開采過(guò)程中，煤層氣，即人們常說(shuō)的“煤礦瓦斯”是讓人頭疼的問(wèn)題。
瓦斯是從煤和圍巖中逸出的甲烷、二氧化碳和氮等組成的混合氣體。當(dāng)空氣中的瓦斯含量為5%—15%時(shí)，遇火就會(huì)引起爆炸，屬于生產(chǎn)中的有害因素。它的溫室效應(yīng)是二氧化碳的21倍，直接排放會(huì)嚴(yán)重破壞人類的生存環(huán)境。
礦瓦斯利用的難點(diǎn)在于，所含甲烷的濃度受各種因素影響，變化較大。當(dāng)前，瓦斯應(yīng)用通常按照不同濃度進(jìn)行梯度利用。而抽采濃度3%～9%的低濃度瓦斯之前沒有成熟的直接利用技術(shù)。
煤礦瓦斯分高濃度瓦斯和低濃度瓦斯，高濃度瓦斯是指瓦斯?jié)舛却笥?5%的瓦斯，低濃度瓦斯是指瓦斯?jié)舛鹊陀?5%的瓦斯。
據(jù)了解，我國(guó)煤礦瓦斯甲烷濃度超過(guò)80%的只有1%，濃度在30%—80%的占了5%，濃度在10%-30%的占比10%，濃度低于1%的占比達(dá)80%。
據(jù)報(bào)道，中美就甲烷等非二氧化碳溫室氣體管控形成共識(shí)，國(guó)家已將甲烷排放管控納入“雙碳”工作布局，對(duì)甲烷全濃度利用基礎(chǔ)創(chuàng)新提出更高要求。
對(duì)煤礦瓦斯進(jìn)行利用，既可以有效地解決煤礦瓦斯事故、改善煤礦安全生產(chǎn)條件，又有利于增加潔凈能源供應(yīng)、減少溫室氣體排放，實(shí)現(xiàn)綠色健康發(fā)展。
我國(guó)煤礦瓦斯利用起步較早，隨著研究的深入，瓦斯利用技術(shù)攻關(guān)已取得積極進(jìn)展，初步形成內(nèi)燃機(jī)發(fā)電、瓦斯提純、蓄熱氧化等涵蓋不同濃度的利用技術(shù)裝備體系。
安全采集和輸送是實(shí)現(xiàn)有效利用的前提，2021年10月11日，國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)《煤礦低濃度瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 40881-2021）正式發(fā)布，將于2022年5月1日起正式實(shí)施。
規(guī)范規(guī)定了甲烷體積濃度大于或等于3%且小于30%的煤礦瓦斯管道輸送安全保障系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本要求、安全設(shè)施的安裝要求等內(nèi)容。
設(shè)計(jì)規(guī)范中提到了瓦斯發(fā)電利用系統(tǒng)、地面瓦斯排空系統(tǒng)、采空區(qū)抽采低濃度瓦斯系統(tǒng)、低濃度瓦斯混配利用系統(tǒng)安全設(shè)施的安裝要求。
我們知道，煤礦安全系統(tǒng)中常用的一類傳感器是甲烷氣體傳感器，通過(guò)對(duì)煤礦空氣中甲烷含量的測(cè)量，來(lái)保障生產(chǎn)安全。推薦日本Figaro 甲烷傳感器 CH4傳感器TGS6814和英國(guó)alphasense 催化燃燒式甲烷傳感器 (CH4傳感器) - CH-A3來(lái)監(jiān)測(cè)甲烷含量：
TGS6814是催化燃燒式的氣體傳感器，可以檢測(cè)100%LEL水平爆炸下限的甲烷氣體。此傳感器不但具有優(yōu)異的耐久性與快速響應(yīng)能力，與此同時(shí)，線性輸出與輸出的高度穩(wěn)定性也是其主要特征。TGS6814的蓋帽內(nèi)有特殊設(shè)計(jì)的過(guò)濾層，使其對(duì)有機(jī)蒸汽的交叉靈敏度很低。此外，此傳感器對(duì)硅化合物的耐受性更佳，更適應(yīng)惡劣環(huán)境。
同時(shí)《煤礦安全規(guī)程》中規(guī)定，采掘工作面進(jìn)風(fēng)流中，氧氣濃度不低于20%。
近年來(lái)，我國(guó)煤礦多次發(fā)生井下事故，傷亡人數(shù)超過(guò)全部重大事故傷亡人數(shù)的一半。常見的井下瓦斯災(zāi)害主要有三種不同的類型：瓦斯爆炸、瓦斯突出和瓦斯燃燒。為避免煤礦事故的發(fā)生，井下氣體的檢測(cè)非常重要。與此同時(shí)，下井作業(yè)前必須實(shí)時(shí)監(jiān)控井下環(huán)境氧氣濃度的變化；保證作業(yè)環(huán)境符合安全管理要求。這需要管理人員在井下多點(diǎn)安裝氧氣濃度報(bào)警器，以防氧氣濃度劇烈變化導(dǎo)致的一系列不安全因素發(fā)生。同時(shí)也能預(yù)防井下意外發(fā)生。
煤礦用氧氣濃度報(bào)警器中氧氣傳感器,推薦工采網(wǎng)代理的英國(guó)Alphasense電化學(xué)原理氧氣傳感器O2-M2和氧氣傳感器（O2-A2），專業(yè)用于O2濃度監(jiān)控和報(bào)警。具有穩(wěn)定性好，靈敏度高，快速響應(yīng)以及性價(jià)比高等特點(diǎn)。
長(zhǎng)期以來(lái)，煤礦作為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，一直都是能源安全穩(wěn)定供應(yīng)的“壓艙石”，支撐能源結(jié)構(gòu)調(diào)整和轉(zhuǎn)型發(fā)展的“穩(wěn)定器”。傳感器技術(shù)保駕護(hù)航，讓煤礦生產(chǎn)在安全的前提下，做到高效、集約的智能化發(fā)展！
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