煤矿井下掘进工作面瓦斯监测和控制技术
摘要 在煤矿生产中，对劳动者生命及身体健康产生危害的因素主要有突水、瓦斯、粉尘、顶板塌陷等。其中危害最大的当属瓦斯泄露及其引发的瓦斯爆炸。为了保护劳动者的生命财产安全，降低事故发生的可能性，现在大部分的施工单位都会对煤层的开采区域进行瓦斯的浓度监测。本文试图对当前已经投入使用的或正处于理论研究阶段的监测与控制技术进行较为细致的介绍，以期达到为读者拓宽视野的目的。
关键词 井下；掘进面；瓦斯；监测
中图分类号TD712文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）44-0158-02
1 传统监测与控制技术的缺陷
传统瓦斯监测系统多为单坑道监测的分散结构，其通讯线路多采用载波、 电话线、调制解调器、设备总线的结构模型来传送数据和控制信号。这种数据结构不仅扩展性差，维护费用高，而且存在很高的稳定性隐患。针对上述问题，现代瓦斯监控系统正在向无线网络监测技术和多传感器数据融合技术发展。
2 现代新型监测系统的优势与技术改进
2.1 新型瓦斯传感器
目前国内外用于监测低浓度瓦斯的传感器多为热催化元件，由于其属于化学敏感元件，在长时间的工作下会产生零漂和灵敏度的变化，影响监测数据的准确性。新型传感器的优点主要在于将催化元件与补偿元件封装在一起，补偿元件可以对长时间工作的催化元件产生的参数进行修正，减小输出零点的漂移。如果两种元件的一致性好，就会得到满意的补偿效果，增加传感器的稳定性。这种一致性的选取称为配对。现在一般采取的配对方法为静态参数比较法，利用此种方法进行筛选配对，虽然工艺简单，但动态稳定性差。开发中的动态配对法，参考了近代数学的聚类分析方法，利用向量间的欧式距离，选择相似性好的元件动态参数，进行动态参数匹配，取得了较理想的实验结果。
除此之外，传统的惠斯顿电桥检测法也需要进一步改进。因为该方法的原理是利用催化元件的催化剂促使甲烷在其表面燃烧放热，使电阻升温，阻值变大，引发一个异常的电压信号来检测甲烷的浓度变化。这样一来，过高的温度会降低传感器的表面活性。新型传感器采用定压检测法，利用反馈回路稳定电压、减小电流，使传感器的温度下降，更加有利于保护传感器中化学敏感元件的稳定性。
最后，新型传感器通过试验所得的数据，计算了信号强度随使用时间的衰减规律，利用信号处理技术，可以自动调节化学敏感元件因长时间工作而产生的敏感性衰减，保证传感器在有效工作时间...
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