載體催化式甲烷檢測儀器調校問題探討

朱 琰，譚 侃

（江西煤礦安全監察局安全技術中心，江西 南昌 330096）

1 概述

煤礦安全監控系統使用的傳感器包括甲烷、一氧化碳、風速、風壓、溫度、煙霧、設備開停、風筒、風門、饋電等傳感器。采用先進成熟的監測技術、加強日常使用維護管理是切實發揮安全監控設備作用，實現“監控有效”極其重要的一個環節。通過對江西省范圍內17個高風險煤礦安全“體檢”檢查，在載體催化式甲烷檢測儀器調校方面，3個國有煤礦做得較好，14個鄉鎮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，目前仍占據了煤礦甲烷檢測儀器的主導地位。甲烷載體催化元件的優點是結構簡單，成本低，應用廣泛。缺點一是使用壽命隨使用時間而衰減，其靈敏度下降，穩定性較差，且功耗較大；二是采用模擬電路技術，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校

3.1 調校的規定

《煤礦安全規程》（2016）、AQ 2019-2007 《煤礦安全監控系統及檢測儀器使用管理規范》對載體催化式甲烷檢測儀器的調校周期、調校方法都有具體要求[2-3]。同時，要求井下安全監測工必須使用便攜式光學檢測報警儀或甲烷檢測報警儀與甲烷傳感器進行對照，當兩者讀數誤差大于允許誤差時，應以讀數較大者為依據，采取安全措施并必須在8h內對2種設備調校完畢[3]。

3.2 存在的問題

（1）部分鄉鎮煤礦將在用甲烷傳感器送到設區市區域技術服務中心調校或由區域技術服務中心在地面維修室調校，存在的問題是不能測試斷電閉鎖功能，頻繁拆卸易產生故障，傳感器在運輸過程中由于碰撞等原因影響儀器的穩定性。

（2）由于區域技術服務中心人員技術力量有限，很難做到按調校周期在井下現場調校甲烷傳感器，目前大部分鄉鎮煤礦購置了便攜式甲烷傳感器校準儀由安全監測工井下調校。但仍然存在井下在用甲烷傳感器未按規定周期調校或未全部調校現象，且調校方法不對，記錄表格式不規范，記錄內容不全。主要表現在以下幾方面：

一是部分鄉鎮煤礦將采掘工作面甲烷傳感器的報警濃度設為0.9%，配備0.9%CH4校準氣體調校，不符合規定，而且只調校顯示值精度，未調校零點、斷電點。

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

三是不理解甲烷傳感器的“允許誤差”，誤差超過規定沒有立即更換。“允許誤差”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AQ 6203-2006《煤礦低濃度載體催化式甲烷傳感器》有明確規定[4]。

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

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

4 建議

1）不按規定調校載體催化式甲烷傳感器屬于重大事故隱患。因此，煤礦各級領導、技術人員以及維護人員必須高度重視，加強安全監控系統日常使用維護管理；加強培訓，認真學習相關知識，掌握維護、操作方法，嚴格按規定周期、規定程序正確調校甲烷傳感器。

2）甲烷傳感器讀數誤差大于允許誤差時，應及時進行處理，保證安全監控系統“監控有效”。

3）在用甲烷傳感器必須在井下調校，確保甲烷超限自動斷電。

4）按《煤礦安全監控系統升級改造技術方案》（煤安監 函〔2016〕5號）要求，推進安全監控系統升級改造，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、多參數智能傳感器。