光纤瓦斯传感器在煤矿瓦斯气体监测中的应用

把传感器更好地应用在工农业生产和日常生活中的安防领域是避免造成大财产损失和人员伤亡的必要条件。鉴于此,本文简述了光纤瓦斯气体传感器的基本工作原理,通过光纤瓦斯传感器和Kj系列井下监测分站配合使用监测煤矿瓦斯气体的实例对光纤瓦斯传感器的先进性和可靠性进行了论证。Kj系列井下监测分站和光纤瓦斯传感器一起连续监测矿井下的瓦斯气体浓度,和系统中的地面中心站进行通讯完成监测、警报和控制功能,监测数据的准确度大于1.5级,满足安防场所对测量的准确度要求。

瓦斯气体在煤中的赋存形态

瓦斯气体主要以游离和吸附态存在于煤中已成为人们的共识。但是关于瓦斯的赋存位置及具体方式分歧很大，尚无统一的解释，本文对此进行了分析。结论表明：瓦斯在较大压力下，能够楔开或进入到与瓦斯气体分子尺度相当的微裂隙，并以固溶体的形式存在而不易脱附；煤中甲烷在较大压力下虽不发生毛细凝结现象，但能以准液态的紧密单分子膜存在于煤孔隙表面；不同气体的吸附性不同，这除与该种气体分子和固体分子间的作用力不同有关外，还与该种气体分子的热运动剧烈程度有关。

基于分形表征的粗糙微纳米孔隙瓦斯气体传输方程

为揭示煤体孔隙内表面粗糙微结构对瓦斯传输的影响机制,准确研究粗糙孔隙中的瓦斯气体传输规律,运用自相似特性分形理论推导出了微纳米孔隙内壁面粗糙元有效平均高度和孔隙有效半径的精确数学表达式;采用Optical Tensiometer设备对取自煤体孔隙内壁表面进行3D形貌结构量化分析,将所得关键参数代入相对粗糙度表达式求得对应值为0.352;结合流体速度滑移效应和分子扩散传输机理,推导出了粗糙微纳米孔隙中的瓦斯气体滑流修正传输方程和非连续流扩散传输方程,再通过等效转换原则推导出微纳米孔隙内的视渗透率模型;考虑到煤体纳米级孔隙难以进行精确测量表征和规避孔隙连通性对气体传输的影响,选取结构规整的纳米级圆孔阳极氧化铝薄膜作为气体流动通道载体;基于气体压差穿透实验原理,利用实验室PMI微渗透率设备进行了纳米级孔隙薄膜的渗透性实验,将实验结果所测得的渗透率数据与本文理论模型计算值进行了对比分析。研究结果表明:基于分形表征建立的粗糙微纳米孔隙瓦斯气体传输方程合理可靠,考虑孔隙粗糙度对瓦斯流动的影响是应该且必须的,以分形理论表征的孔隙相对粗糙度公式比前人所提出的孔隙粗糙度经验性公式更为精确,研究结果可为在分形拓扑领域中构建自仿射粗糙微通道的气体流动模拟研究工作中提供借鉴。

不同驱动力下瓦斯气体水合物的诱导时间分布

为探寻不同驱动力条件影响瓦斯水合物形成诱导时间的分布规律,利用全透明高压反应釜开展多组分瓦斯混合气(CH_4-CO_2-C_3H_8-N_2-O_2)水合成核动力学实验。基于四种不同驱动力下诱导时间实验结果,结合二次多项式,建立不同组分气体诱导时间和驱动力经验关系。研究发现,同一实验体系中瓦斯水合物形成诱导时间随驱动力增大而缩短;不同浓度瓦斯水合物形成诱导时间分布差异较大。基于偏摩尔吉布斯自由能随驱动力变化规律,初步探讨驱动力对多组分瓦斯水合物成核过程影响机理。分析认为:在一定范围内驱动力对瓦斯水合物成核过程具有促进作用.而驱动力过高将抑制水合物晶核的形成。

用绝热氧化法净化瓦斯气体

为了从根本上解决瓦斯爆炸的危害 ,提出了一种防治瓦斯爆炸的新方法 ,即绝热氧化法。该项技术的基本原理是 :将接近爆炸浓度的含瓦斯气体稀释至爆炸浓度以下 ,再通过负压转移系统送入瓦斯绝热氧化净化系统 ,并对残余气体进行二次处理 ,使瓦斯气体中的 CH4 氧化成无爆炸危险的 CO2 和 H2 O。实验是在 CH4 ≤ 5 %的条件下进行的。

瓦斯气体劣化-荷载作用下煤岩损伤本构模型

为有效预防煤矿瓦斯动力灾害,研究瓦斯气体对煤岩力学性质的劣化机制及煤岩损伤演化特征,以原煤试样为研究对象,利用含瓦斯煤热-流-固耦合三轴伺服渗流试验装置,开展不同瓦斯压力下煤岩三轴压缩试验;建立瓦斯气体劣化-荷载作用下煤岩损伤本构模型,通过试验结果验证该模型的合理性。结果表明:煤岩在塑性变形阶段前累计损伤几乎为0,峰后损伤程度迅速增大;随着瓦斯压力升高,煤岩峰值强度与弹性模量均降低,瓦斯气体作用后煤岩初始损伤量显著增加;煤岩黏聚力随瓦斯压力升高而呈线性降低,通过黏聚力与瓦斯压力的关系修正Mohr-Coulomb准则,可量化考虑瓦斯气体劣化后的煤岩应力应变关系;所建模型与试验结果吻合度较高,可反映不同瓦斯压力作用下煤岩损伤演化过程。

基于数据挖掘技术的瓦斯气体红外光谱定量分析方法的研究

瓦斯气体的监测是影响煤矿安全的重要因素之一,对其的在线实时监测成为煤矿安全的重要保障。本文采用红外光谱分析技术,对瓦斯气体的红外定量分析算法进行了研究。为提高模型分析精度,将数据挖掘技术应用在分析算法中。通过增加基于K平均非分层聚类分析对数据进行处理发现,带聚类分析的偏最小二乘算法比单纯采用偏最小二乘算法在精度上明显占优。另外,为减少模型中个别定标样本误差对精度的影响,采用聚类分析的方式进行了数据预处理,发现这种去噪方法在分析精度上又有所提高。

瓦斯气体在煤体中的吸附过程及其动力学机理

对瓦斯气体在煤体中的吸附过程及其动力学机理进行分析研究表明，吸附过程除与输入压力、温度和吸附气体种类有关外，还受煤体的渗透率、外载荷、湿度等因素的影响。是吸附、扩散—渗透和解吸并存的动态过程，直到吸附平衡为止。

光纤瓦斯气体传感器的发展

用于检测瓦斯气体浓度的光纤瓦斯气体传感器在采矿、化工、石油等工业中 ,尤其在恶劣和危险的环境中 ,具有广阔的应用前景。

基于LabVIEW的瓦斯气体浓度监测系统的设计

针对瓦斯气体浓度监测问题,本文利用LabVIEW图形化软件和瓦斯传感器相结合设计了瓦斯气体浓度监测系统。该系统主要以瓦斯气体传感器、电压放大器、数据采集卡、计算机为硬件基础,登陆交互、数据采集与显示、报警记录、数据存储、数据回放等软件模块为核心。该系统具有瓦斯气体浓度的实时显示、存储、回放与超限报警等功能。通过多次调试结果表明:该系统运行稳定、可靠,响应速度快,检测精度高。

矿井瓦斯气体的浮升与压强扩散

论述了存在于矿井空气中两种状态的瓦斯气体所具有的上升运动或趋势的作用因素。矿井空气中局部瓦斯或局部较高浓度瓦斯的气体对象，由于存在小于周围环境气体的密度差，会在浮力作用下浮升；矿井空气中的瓦斯气体分子在压强梯度的作用下产生压强扩散，通常由于空气重力产生方向向下的压强梯度。

基于ADuC834单片机的瓦斯气体检测仪的设计

介绍了一种基于ADuC834单片机的瓦斯气体检测仪硬件结构与软件设计的方法,该检测仪采用传统的黑白元件作为传感器来实现对瓦斯气体的检测,整个检测仪具有体积小、功耗低、A/D转换速率快及良好的应用前景等特点。

矿用光纤瓦斯气体传感器

用于检测瓦斯气体浓度的光纤瓦斯气体传感器在采矿、化工、石油和其它工业中,尤其在恶劣和危险的环境中具有广阔的应用前景。文章叙述了光纤瓦斯传感器的类型与特点及其发展方向。

瓦斯气体研究中发现的一个新定律

文章通过实例计算,根据范氏气态方程进行分析,发现了在瓦斯气体研究史上的一个新定律,即在瓦斯温度T=TB/2的情况下,瓦斯压力由减速增大过渡到加速增大时的数值是相等的,并且是一个与贮存瓦斯容器容积V的大小无关的常量17a/200b2(或17RTB/200b)。

基于光谱吸收的光纤瓦斯气体传感系统分析

根据瓦斯气体在一定波段对光有吸收的特性,通过对煤矿瓦斯气体吸收光谱的分析,研究了一种光纤传感瓦斯气体系统。

电炉变压器轻瓦斯气体发生原因剖析及改进

变压器瓦斯保护具有动作快、灵敏度高、结构简单等特点,能反映变压器油箱内部各种类型的故障。文章对25 MVA电炉三台单相变压器(3×8.333 MVA)在正常运行中发生轻瓦斯气体,并从气相色谱分析、电炉变压器吊芯检查及外部结构综合进行剖析,查出故障发生的原因,并采取有效的改进措施排除故障。

水环真空泵在煤矿瓦斯气体抽放工况下的应用与选型

本文介绍了水环真空泵气量的定义、测量方法及与标准工况流量的换算,对补充水的温度、被抽气体的温度、排气压力等对抽气量的影响及转速对轴功率的影响进行了分析,并对选型提出了建议。

综掘煤巷防治硫化氢和瓦斯气体的综合管理措施

在煤巷综掘过程中采取有效防治硫化氢和瓦斯气体措施,避免了人员中毒和瓦斯爆炸事故发生,从而有效地保证了煤巷安全高效进尺。

含瓦斯气体地质条件下的泥水盾构施工

根据在含有瓦斯气体地质下施工的经验和教训，通过对所采取措施的分析，提出在含瓦斯气体地层中掘进施工合理建议。要求必须加强瓦斯气体检测，采取高稠度密封油脂用量、双液浆背填、加强通风等各种有效封堵措施保证施工安全。

炼油厂回收低压瓦斯气体技术

炼油厂在生产过程中会产生的大量低压瓦斯气体 ,过去都是直接引入火炬烧掉。本文主要总结在回收瓦斯气体的过程中 ,解决火炬点火系统、回收前瓦斯气体的洗涤、瓦斯压缩机和燃机发电系统等相关问题 ,达到了节能的目的 。