载体催化式甲烷检测仪器调校问题探讨

朱 琰，谭 侃

（江西煤矿安全监察局安全技术中心，江西 南昌 330096）

1 概述

煤矿安全监控系统使用的传感器包括甲烷、一氧化碳、风速、风压、温度、烟雾、设备开停、风筒、风门、馈电等传感器。采用先进成熟的监测技术、加强日常使用维护管理是切实发挥安全监控设备作用，实现“监控有效”极其重要的一个环节。通过对江西省范围内17个高风险煤矿安全“体检”检查，在载体催化式甲烷检测仪器调校方面，3个国有煤矿做得较好，14个乡镇煤矿存在的问题较多。通过分析存在的问题，提出对策建议，以便今后更好的做好甲烷检测仪器的维护、管理工作。

2 载体催化式甲烷检测仪器的稳定性

以催化燃烧法为工作原理的甲烷传感器、便携式甲烷检测报警仪、甲烷检测报警矿灯等，目前仍占据了煤矿甲烷检测仪器的主导地位。甲烷载体催化元件的优点是结构简单，成本低，应用广泛。缺点一是使用寿命随使用时间而衰减，其灵敏度下降，稳定性较差，且功耗较大；二是采用模拟电路技术，易受到水、尘等的影响，抗干扰能力差，智能化程度低；三是对用户使用维护要求高。

影响载体催化元件稳定性的主要因素是催化元件在高浓度甲烷中缺氧不完全燃烧，碳粒子沉积，导致催化层断裂，活性下降。除上述因素外，激活，催化剂中毒等均会使元件灵敏度下降[1]。因此，为使仪器测量准确，在使用过程中必须进行定期维护和标校。

3 载体催化式甲烷检测仪器的调校

3.1 调校的规定

《煤矿安全规程》（2016）、AQ 2019-2007 《煤矿安全监控系统及检测仪器使用管理规范》对载体催化式甲烷检测仪器的调校周期、调校方法都有具体要求[2-3]。同时，要求井下安全监测工必须使用便携式光学检测报警仪或甲烷检测报警仪与甲烷传感器进行对照，当两者读数误差大于允许误差时，应以读数较大者为依据，采取安全措施并必须在8h内对2种设备调校完毕[3]。

3.2 存在的问题

（1）部分乡镇煤矿将在用甲烷传感器送到设区市区域技术服务中心调校或由区域技术服务中心在地面维修室调校，存在的问题是不能测试断电闭锁功能，频繁拆卸易产生故障，传感器在运输过程中由于碰撞等原因影响仪器的稳定性。

（2）由于区域技术服务中心人员技术力量有限，很难做到按调校周期在井下现场调校甲烷传感器，目前大部分乡镇煤矿购置了便携式甲烷传感器校准仪由安全监测工井下调校。但仍然存在井下在用甲烷传感器未按规定周期调校或未全部调校现象，且调校方法不对，记录表格式不规范，记录内容不全。主要表现在以下几方面：

一是部分乡镇煤矿将采掘工作面甲烷传感器的报警浓度设为0.9%，配备0.9%CH4校准气体调校，不符合规定，而且只调校显示值精度，未调校零点、断电点。

二是调校人员缺乏相关知识，调校操作不规范。比如，调校甲烷传感器显示值时，没有按AQ 1029-2007附录B规定的程序操作，校准气体流量控制不规范，持续时间未达到90 s以上，有的甚至只有十几秒，以为只要用校准气“冲”一下，记个数就算调校了。

三是不理解甲烷传感器的“允许误差”，误差超过规定没有立即更换。“允许误差”采用甲烷传感器的基本误差，即在正常试验条件下确定的传感器测量误差值。载体催化式甲烷传感器的基本误差AQ 6203-2006《煤矿低浓度载体催化式甲烷传感器》有明确规定[4]。

四是部分煤矿调校记录表只记录甲烷校准气浓度、调校时通往校准气的显示值，未记录外观检查、调校前显示值、响应时间、声光报警测试、断电测试以及复电功能测试情况，未计算基本误差。

（3）甲烷报警矿灯只用0.9%或1%甲烷气样调校不正确。正确调校方法是使用0.9%和1.1%两种甲烷气体调校。

4 建议

1）不按规定调校载体催化式甲烷传感器属于重大事故隐患。因此，煤矿各级领导、技术人员以及维护人员必须高度重视，加强安全监控系统日常使用维护管理；加强培训，认真学习相关知识，掌握维护、操作方法，严格按规定周期、规定程序正确调校甲烷传感器。

2）甲烷传感器读数误差大于允许误差时，应及时进行处理，保证安全监控系统“监控有效”。

3）在用甲烷传感器必须在井下调校，确保甲烷超限自动断电。

4）按《煤矿安全监控系统升级改造技术方案》（煤安监 函〔2016〕5号）要求，推进安全监控系统升级改造，积极推广激光、红外等低功耗、自诊断、具有在线标校、即插即用、多参数智能传感器。