光学瓦斯检定器的使用.ppt

主要内容 瓦斯基本概念及性质 瓦斯爆炸条件及机理 光学瓦斯检定器的构造与原理 光学瓦斯检定器的操作 1.瓦斯基本概念及性质 1.1 瓦斯的基本概念 概念：“井下以甲烷（CH4）为主的有毒、有害气体的总称，有时单独指甲烷”。 来源：主要来源于煤层及围岩内涌出到矿井中的气体。此外，矿井生产中产生的气体如放炮产生的炮烟等，井下空气与煤、岩、矿用材料等反应生成的气体以及井下人员呼吸生成的气体也是矿井瓦斯的重要来源。 1.2 瓦斯的性质 无色、无味、无嗅的气体，标准状态下密度0.716kg/m3，为空气密度的0.554倍，无风时会首先积聚在巷道上部。它是极难溶于水的可燃性气体，闪点为-188℃，引燃温度为650℃， 扩散性。瓦斯在空气中具有较强的扩散性，局部地点较高浓度的瓦斯会自动向低浓度的区域扩散。涌出的瓦斯会挤占空间，使空气中氧气浓度下降，从而具有窒息性。当混合气体中瓦斯的浓度达25%-30%时，可引起头痛、头晕、乏力、注意力不集中、呼吸和心跳加速、失调；达到43％时，氧的浓度降低到12%，人在此环境下会感到呼吸短促，时间稍长就会昏迷并有死亡危险。 煤层气的温室效应约为CO2的21倍。逸散在空气中的煤层气，破坏了臭氧层，加剧了温室效应。 1.2 瓦斯的性质 燃烧性、爆炸性。瓦斯是一种可燃性气体 ，按瓦斯在空气中发生燃烧的性状不同，可以将它分为三个区间： ①助燃区间：浓度小于爆炸下限，不能形成持续的火焰，只能起到助燃的作用。 ②爆炸区间：遇一定能量的点火源会形成可自动加速的燃烧锋面，从而形成强烈的爆炸。 ③扩散燃烧区：浓度大于爆炸上限。该区域内瓦斯空气的混合气体无法直接被点燃，但当其与新鲜空气混合时，可以在混合界面上被点燃并形成稳定的火焰。 煤层气发热量高，每立方米达31.4～34.4 MJ（7536～8200大卡以上），每1000 m3煤层气相当于1吨燃油或1.25吨标准煤。可用作民用燃料、工业燃料、发电燃料、汽车燃料和重要的化工原料。 1.3 瓦斯的赋存状态 瓦斯在一定的压力下以游离和吸附两种状态赋存在煤体中： 游离瓦斯存在于煤的孔隙和裂隙中，吸附瓦斯积聚在孔隙壁面上，游离瓦斯和吸附瓦斯处于动态平衡状态。 煤矿开采过程中，游离的瓦斯首先放散到开采空间，使邻近煤层中瓦斯压力降低、游离瓦斯量减少，这时，煤中吸附的瓦斯就解析出来，成为新的游离态瓦斯。这一过程不断重复，从而使煤层中的瓦斯源源不断地涌出到开采空间。 2.瓦斯爆炸条件及机理 1.1 瓦斯爆炸的基本条件 瓦斯爆炸的发生必须具备三个基本条件，即：①瓦斯浓度在爆炸界限内，一般为5%～16%。②混合气体中氧的浓度不低于12%。③有足够能量的点火源。 瓦斯爆炸下限5%，上限16%是指瓦斯空气混合气体爆炸的大致范围，随着其它可燃气体的混入，瓦斯爆炸范围会发生变化，而环境温度、压力及点燃源的能量等都对瓦斯爆炸限有影响，因此，瓦斯爆炸的界限并不是一个固定不变的常数。 1.2 瓦斯爆炸机理 瓦斯爆炸发生的过程：处于爆炸限内的瓦斯空气混合气体首先在点火源处被引燃，形成厚度仅有0.01～0.1mm的火焰层面。该火焰锋面向未燃的混合气体中传播，传播的速度称为燃烧速度。瓦斯燃烧产生的热使燃烧锋面前方的气体受到压缩，产生一个超前于燃烧锋面的压缩波，压缩波作用于未燃气体使其温度升高，从而使火焰的传播速度进一步增大，这样就产生压力更高的压缩波，从而获得更高的火焰传播速度。层层产生的压缩波产生叠加，形成具有强烈破坏作用的冲击波，这就是爆炸。 可燃混合气体的燃烧爆炸分为爆燃和爆轰两种状态，爆燃的传播速度为每秒几米至几百米。爆轰的传播速度超过音速（334m/s），最高可达2000m/s。 3.光学瓦斯检定器的构造与原理 3.1光学瓦斯检定器的构造 瓦斯检定器由气路、光路和电路三大系统组成： 气路系统。由吸气管、进气管、水分吸收管、二氧化碳吸收管、吸气橡皮球 、气室（包括瓦斯室和空气室）和毛细管等组成。其主要部件的作用是：气室用于分别存贮新鲜空气和含有瓦斯或二氧化碳的气体；水分吸收管内装有氯化钙（或硅胶）， 用于吸收混合气体中的水分，使之不进入瓦斯室，以使测定准确；毛细管，其外端连通大气，其作用是使测定时的空气室内的空气温度和绝对压力与被测地点（或瓦斯室内）的温度和绝对压力相同，同时又使含瓦斯的气体不能进入空气室；二氧化碳吸收管内装有颗粒直径为的钠石灰，用于吸收混合气体中的二氧化碳，以便准确地测定瓦斯浓度。 电路系统。其功能和作用是为光路供给电源。由电池、灯泡0、光源盖、光 源电门和微读数电门组成。 3.2 光学瓦斯检定器的原理 光学瓦斯检定器是根据光干涉原理制成的。它的光路系统如图所示。其工作原理如下： 由光源发出的光，经聚光镜到达平面镜。并经其反射与折射形成两束光