非分散红外光谱分析技术在煤矿火灾气体在线检测中的应用

煤矿井下火灾气体的实时监测对于实现采空区自燃危险性辨识,防范重特大热动力灾害发生,保障煤矿安全生产至关重要.为解决现有非防爆型异地检测技术气体分析速度慢、系统误差大、无法实现原位在线监测的缺陷,在此提出基于非分光红外光谱(NDIR)技术的气体传感器浓度计算方法,推导了温度补偿后的NDIR传感器气体浓度计算公式;随后,以CO和CH4为例计算了吸光度线性系数和温度修正系数,并进一步对比测试了CO、CO2、CH4和C2H4的计算精度和稳定性,结果表明基本误差和定量重复性均优于煤炭行业标准要求.基于NDIR技术设计了具有本质安全和防爆性能的监测主机、配套子系统及软件平台,以实现煤矿井下气体的就地采集、有源预处理、原位在线分析.现场应用表明:大南湖一矿NDIR气体在线监测与地面色谱分析的4种气体浓度偏差均在标准允许范围内.基于NDIR的气体监测系统具有精度高、分析速度快、安全性好等优点,已经在全国40余对矿井推广应用,为评价煤矿井下热动力灾害的发生发展状态、提升防灾减灾救灾能力提供了科学依据.