我国煤矿气体检测技术研究进展

梁运涛，田富超，冯文彬，邵振鲁，孟祥宁，陈成锋

(1.中煤科工集团沈阳研究院有限公司 煤矿安全技术国家重点实验室，辽宁 沈抚示范区 113122; 2.中国矿业大学 安全工程学院，江苏 徐州 221116; 3.中国矿业大学(北京) 应急管理与安全工程学院，北京 100083)

煤矿气体是煤矿井下环境中各种气体的总称，主要包括氮气(N2)、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)、正丁烷(n-C4H10)、异丁烷(i-C4H10)、丙烯(C3H6)、氢气(H2)、二氧化硫(SO2)、硫化氢(H2S)及一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、氨气(NH3)等[1]。煤矿气体组分复杂且具有多面性:1是必需性，2是致灾性，3是预警性[2-3]。必需性是指矿井通风风流对维系井下人员作业环境所必须的职业健康保障功能，例如O2;致灾性是指矿井灾害气体对煤矿安全生产的危害性，例如CH4是瓦斯爆炸过程中的主要灾害气体;预警性是指煤矿特定气体成分和浓度变化特征与灾害的发生发展存在一定的对应关系，可以预测灾害发生的概率和危险程度[4-5]，例如CO是煤自然发火的主要标志气体。

我国煤矿灾害的种类较多，根据国家矿山安全监察局公布的历年煤矿灾害事故数据，2000—2020年由煤矿气体引发或参与的火灾、爆炸、突出、窒息等重特大事故起数达462起，占全国煤矿重特大事故起数的78.89%。因此，准确高效分析煤矿气体成分和浓度，对于早期预警矿井火灾、瓦斯爆炸等灾害，有效防范次生事故，保障作业和救援人员的生命安全等具有重大意义[6]。

目前，煤矿气体检测主要包括催化燃烧式、热导式、光干涉式、电化……