載體催化式甲烷檢測儀器調(diào)校問題探討

朱 琰，譚 侃

（江西煤礦安全監(jiān)察局安全技術(shù)中心，江西 南昌 330096）

1 概述

煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)使用的傳感器包括甲烷、一氧化碳、風(fēng)速、風(fēng)壓、溫度、煙霧、設(shè)備開停、風(fēng)筒、風(fēng)門、饋電等傳感器。采用先進成熟的監(jiān)測技術(shù)、加強日常使用維護管理是切實發(fā)揮安全監(jiān)控設(shè)備作用，實現(xiàn)“監(jiān)控有效”極其重要的一個環(huán)節(jié)。通過對江西省范圍內(nèi)17個高風(fēng)險煤礦安全“體檢”檢查，在載體催化式甲烷檢測儀器調(diào)校方面，3個國有煤礦做得較好，14個鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦存在的問題較多。通過分析存在的問題，提出對策建議，以便今后更好的做好甲烷檢測儀器的維護、管理工作。

2 載體催化式甲烷檢測儀器的穩(wěn)定性

以催化燃燒法為工作原理的甲烷傳感器、便攜式甲烷檢測報警儀、甲烷檢測報警礦燈等，目前仍占據(jù)了煤礦甲烷檢測儀器的主導(dǎo)地位。甲烷載體催化元件的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，成本低，應(yīng)用廣泛。缺點一是使用壽命隨使用時間而衰減，其靈敏度下降，穩(wěn)定性較差，且功耗較大；二是采用模擬電路技術(shù)，易受到水、塵等的影響，抗干擾能力差，智能化程度低；三是對用戶使用維護要求高。

影響載體催化元件穩(wěn)定性的主要因素是催化元件在高濃度甲烷中缺氧不完全燃燒，碳粒子沉積，導(dǎo)致催化層斷裂，活性下降。除上述因素外，激活，催化劑中毒等均會使元件靈敏度下降[1]。因此，為使儀器測量準確，在使用過程中必須進行定期維護和標校。

3 載體催化式甲烷檢測儀器的調(diào)校

3.1 調(diào)校的規(guī)定

《煤礦安全規(guī)程》（2016）、AQ 2019-2007 《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)及檢測儀器使用管理規(guī)范》對載體催化式甲烷檢測儀器的調(diào)校周期、調(diào)校方法都有具體要求[2-3]。同時，要求井下安全監(jiān)測工必須使用便攜式光學(xué)檢測報警儀或甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進行對照，當兩者讀數(shù)誤差大于允許誤差時，應(yīng)以讀數(shù)較大者為依據(jù)，采取安全措施并必須在8h內(nèi)對2種設(shè)備調(diào)校完畢[3]。

3.2 存在的問題

（1）部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦將在用甲烷傳感器送到設(shè)區(qū)市區(qū)域技術(shù)服務(wù)中心調(diào)?；蛴蓞^(qū)域技術(shù)服務(wù)中心在地面維修室調(diào)校，存在的問題是不能測試斷電閉鎖功能，頻繁拆卸易產(chǎn)生故障，傳感器在運輸過程中由于碰撞等原因影響儀器的穩(wěn)定性。

（2）由于區(qū)域技術(shù)服務(wù)中心人員技術(shù)力量有限，很難做到按調(diào)校周期在井下現(xiàn)場調(diào)校甲烷傳感器，目前大部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦購置了便攜式甲烷傳感器校準儀由安全監(jiān)測工井下調(diào)校。但仍然存在井下在用甲烷傳感器未按規(guī)定周期調(diào)?；蛭慈空{(diào)?，F(xiàn)象，且調(diào)校方法不對，記錄表格式不規(guī)范，記錄內(nèi)容不全。主要表現(xiàn)在以下幾方面：

一是部分鄉(xiāng)鎮(zhèn)煤礦將采掘工作面甲烷傳感器的報警濃度設(shè)為0.9%，配備0.9%CH4校準氣體調(diào)校，不符合規(guī)定，而且只調(diào)校顯示值精度，未調(diào)校零點、斷電點。

二是調(diào)校人員缺乏相關(guān)知識，調(diào)校操作不規(guī)范。比如，調(diào)校甲烷傳感器顯示值時，沒有按AQ 1029-2007附錄B規(guī)定的程序操作，校準氣體流量控制不規(guī)范，持續(xù)時間未達到90 s以上，有的甚至只有十幾秒，以為只要用校準氣“沖”一下，記個數(shù)就算調(diào)校了。

三是不理解甲烷傳感器的“允許誤差”，誤差超過規(guī)定沒有立即更換?！霸试S誤差”采用甲烷傳感器的基本誤差，即在正常試驗條件下確定的傳感器測量誤差值。載體催化式甲烷傳感器的基本誤差A(yù)Q 6203-2006《煤礦低濃度載體催化式甲烷傳感器》有明確規(guī)定[4]。

四是部分煤礦調(diào)校記錄表只記錄甲烷校準氣濃度、調(diào)校時通往校準氣的顯示值，未記錄外觀檢查、調(diào)校前顯示值、響應(yīng)時間、聲光報警測試、斷電測試以及復(fù)電功能測試情況，未計算基本誤差。

（3）甲烷報警礦燈只用0.9%或1%甲烷氣樣調(diào)校不正確。正確調(diào)校方法是使用0.9%和1.1%兩種甲烷氣體調(diào)校。

4 建議

1）不按規(guī)定調(diào)校載體催化式甲烷傳感器屬于重大事故隱患。因此，煤礦各級領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)人員以及維護人員必須高度重視，加強安全監(jiān)控系統(tǒng)日常使用維護管理；加強培訓(xùn)，認真學(xué)習(xí)相關(guān)知識，掌握維護、操作方法，嚴格按規(guī)定周期、規(guī)定程序正確調(diào)校甲烷傳感器。

2）甲烷傳感器讀數(shù)誤差大于允許誤差時，應(yīng)及時進行處理，保證安全監(jiān)控系統(tǒng)“監(jiān)控有效”。

3）在用甲烷傳感器必須在井下調(diào)校，確保甲烷超限自動斷電。

4）按《煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造技術(shù)方案》（煤安監(jiān) 函〔2016〕5號）要求，推進安全監(jiān)控系統(tǒng)升級改造，積極推廣激光、紅外等低功耗、自診斷、具有在線標校、即插即用、多參數(shù)智能傳感器。