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摘要：众所周知，监控系统是保障煤矿安全生产的重要手段。然而，由于矿井下的环境较为复杂和特殊，受各种因素的影响，比如铺设线路长、电磁干扰、粉尘等，在现场应用过程中，监控系统常常会出现瓦斯误报警的现象。这对矿井下瓦斯变化情况的分析和判断造成直接影响，阻碍煤矿的安全生产。由此可见，对引发瓦斯传感器误报警原因及相应的防范对策进行分析是非常有必要的。
关键词：煤矿监控系统；瓦斯传感器；误报警；对策
1瓦斯传感器误报警原因分析
一方面监控系统工作环境较为特殊和复杂，另一方面系统的组成接点很多，因此，瓦斯传感器在应用过程中，有可能会产生误报警的现象。
1.1系统本身技术因素
(1)传感器故障:内部器件损坏，航空插头连接不牢固，转换电路运行故障，电桥电阻无故断开。(2)电源故障:瓦斯传感器或者监测分站的供电电源出现故障。(3)线路发生故障:监测分站的通信模块无法正常运行或者设备出现老化，监测接线盒出现故障或者进水，主传输线路接线盒接触不良，传感器电源或者信号线发生短路。(4)传感器与中心站设置不一致:传感器类型或者传感器的量程无法满足中心站设置的要求，传感器无法满足现有运行监控系统的要求，并且没有联检报告。
1.2人为操作原因
人为操作原因也是造成瓦斯传感器误报警的主要原因之一。在对瓦斯传感器的线路进行检修时，现场电工有可能会不小心与监测接头或者电缆发生撞击，引发接线震动，当该频率与瓦斯值频率一致时，就会引发瓦斯传感器误报警。值得注意的是，出现这种问题除了人为操作原因之外，还与线缆接头连接不良或者通信线路短接、假接和虚接有关系。
1.3电磁干扰因素
(1)外界强电磁场对监控系统线路产生干扰时，有可能会引起瓦斯传感器误报警，出现这种现象的原因主要包括两个方面:一是在变频装置周围安装监控系统电源箱时，没有采取相应的措施对电缆两端无可靠接地或者电缆对分监测站供电进行屏蔽;二是供电箱与变频设备所用的移动变压器或开关是相同的。(2)对矿井下临时停电的监测设备进行恢复送电后的瞬间，监测传感器的数值会在过高电压电流的作用下出现突然增高的情况，从而引起有些传感器误报警，这种现象持续的时间通常在20秒之内，然后数值就会降下来。针对这种现象的发生，只需要将传感器进行检修和调校就可以了。(3)如果在距离瓦斯传感器安装地点5m内的范围内使用红外线通信设备或者发射装置时，也会有可能引起瓦斯传感器误报警。
1.4其他原因
(1)潮气影响。在夏季煤矿巷道内的雾气和湿度比较大，遇到传感器雾气就会凝结成为水，然后，这些水有可能会渗过传感器进入航空插头连接处或者主板上而导致线路短路，从而引发瓦斯传感器误报警。(2)碳氢物质超标。煤矿巷道内有可能会由于气体扩散而导致碳氢物质含量超标，碳氢物质会与瓦斯传感器载体热催化元件的催化剂发生反应，从而引起传感器误报警。(3)信号线缆在使用中有可能会由于拉扯和挤压有可能会导致电缆内部芯线短路，引起传感器误报警。
2瓦斯传感器误报警防范对策
煤矿监测系统是由电子设备和网络技术结合而成的，涉及诸多环节，包括监控电源、监控分站、信号电缆、接线盒、连接线以及传感器等，任何一环出现问题都会导致监控系统无法正常工作。
2.1系统自身原因的防范对策
(1)针对传感器故障:从硬件方面入手，及时检查、维修和更新传感器设备及部分陈旧设备;在进行爆破作业时，需要将传感器撤到安全地点;加强对传感器航空插头的维护和检修;加强对瓦斯断电闭锁功能的测试，及时更换不合格的瓦斯传感器。(2)针对电源故障:监测分站的备用电源箱必须严格按照规定安置在设备托架上面，而坚决不可进行吊装;安置专用开关和电源于监控设备上，以保证能够稳定可靠地为监控系统进行供电。(3)针对线路故障:及时更换掉受潮和老化的传输电缆;为避免信号干扰，要严格的对各类电缆之间的距离进行控制，比如监控电缆间的间距应该控制在100mm以上;在铺设电缆的过程中，尽可能地使用整节电缆，同时，及时地更换已损坏的接线盒或者接头。(4)与监控系统和传感器的研制单位和厂商共同对现场资料进行全面仔细地分析，然后结合实际情况对系统软件加以完善和修改。
2.2人为操作原因的防范对策
首先，要加强监控系统工作人员的教育与培训，提升操作人员和维护人员的综合素质，让他们提高爱护监控设备的意识，避免在工作中因为操作不当而引起传感器误报警，特别是在挪移传感器的时候，一定要做到轻挪轻放。其次，进一步完善操作规程和技术规程，要求监控系统工作人员在工作中严格按照规程进行。
2.3电磁干扰的防范对策
(1)增加抗干扰元件:根据实际情况要在分站信号输入端添加适量的光电隔离器件，在正负电源间增加滤波电容;将电源负和信号负通过有效链接并多处接地;在安装过程中，通过控制距离要保证变频设备不会对瓦斯传感器造成影响。(2)添加屏蔽罩，同时，将屏蔽层和监测电缆全部接地。(3)加强对煤矿巷道中各类电缆的检查，及时修复或更换出现进水、屏蔽层裸露和有破损等问题的电缆。(4)严禁将监测设备安装在变频设备附近、发热量大的机电设备之上以及磁场和电场较强的地方。
图 1 抗干扰元件安装示意
2.4红外瓦斯传感器的具体应用
煤矿井下的环境较为特殊，复杂多变，不可控因素较多，因而发生安全事故的几率也较高。预防瓦斯事故的发生，确保相关人员声明安全，降低经济财产损失，是井下安全工作的重要目标。红外瓦斯传感器在应用中通过不断技术创新完善煤矿的监测系统，使用差动补偿信号处理、双敏感元件等技术突破了种种限制，为煤矿生产安全作出贡献。
在监测井下环境瓦斯气体浓度时，传感器可以通过连续自动的将井下沼气浓度转换为标准电信号输送给关联设备，并且应用差动补偿信号处理技术就地显示浓度值，在超出预设值时自动报警。它通过与各类新型监测系统、断电仪、风电瓦斯闭锁装置等配套使用，在煤矿采掘工作面、回风巷道等都可以固定使用。虽然热导型、热催化型技术上存在一定缺陷，但是可以应用两种技术原理与红外传感器技术相结合测量瓦斯浓度，改变原有的单一元件测量不稳定现象，借由人工智能技术优势对信息进行高度精确处理和分析，将稳定性指标再次提升，延长使用寿命。这些技术的结合应用能够加快传感器反应速度，使结构更加坚固，便于使用和维护，同时还增加了断电控制、遥控调校、故障自校自检等功能，节约了维护和使用成本，对于预防煤矿重大瓦斯灾害事故具有重要作用，也是煤矿生产企业更好的产生经济效益与社会效益的可靠保障。
2.5其他防范对策
(1)定期地对瓦斯传感器的外观进行仔细认真地检查，以保证其密封严实可靠，同时，定期地对传感器进行升井烘干处理，并且在确保调试合格后再投入使用。(2)酒精、蒸馏水、油脂和油漆等具有挥发性物品的存放应该尽量避开瓦斯传感器，同时，为了降低巷道碳氢气体的浓度，还应该加强通风管理。(3)定期地安排工作人员对监控信号电缆进行检查，主要检查其悬挂是否满足标准要求，是否完好无损，避免出现用力拉扯和挤压现象的出现。
3结论
导致瓦斯传感器误报警问题出现的原因是多方面的，这就要求我们针对产生的原因采用相应的防范对策，降低瓦斯传感器误报警现象发生的概率，为煤矿正常安全生产提供保障。
参考文献：
［1］刘光毅．煤矿监控系统瓦斯传感器误报警分析及对策研究［J］．中州煤炭，2016，(6):30－32．
［2］袁志亮．瓦斯传感器误报警原因及防范措施［J］．煤炭科技，2013，(12):93－94．
［3］阴晋峰，等．瓦斯传感器误报警的处理方法及防范措施［J］．机械管理开发，2015，30(7):125－126．
作者简介：
周李兵（1984-）工程师，主要从事矿山监测监控、自动化与信息化方面的研究工作
论文作者:周李兵
论文发表刊物:《电力设备》2017年第20期
论文发表时间:2017/11/16
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