МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ РУДНИЧНОГО МИКРОКЛИМАТА
Соблюдение допустимых норм содержания метана
на шахтах обеспечивается комплексом мер и средств по проветриванию
горных выработок и дегазации угольных пластов и вмещающих
пород. Контроль за концентрацией метана в рудничной атмосфере
осуществляют как приборами эпизодического действия, так и
средствами непрерывного контроля содержания метана. Наиболее
эффективным является непрерывный контроль, который производят
с помощью стационарной, переносной и встроенной аппаратуры
автоматического контроля содержания метана (АКМ).
Существующие средства АКМ оснащены датчиками,
которые определяют концентрацию метана только в месте установки
их (практически в точке), поэтому существенную роль в обеспечении
эффективности АКМ играет место расположения датчиков. В настоящее
время наибольшее распространение получили непрерывнодействующие
приборы и аппаратура, основанные на термокаталитическом принципе,
и приборы эпизодического контроля – на рефрактометрическом
принципе.
Термокаталитические датчики метана и построенные
на их базе газоанализаторы, сигнализаторы и другие приборы
определения процентного содержания метана в рудничной атмосфере
(метанометры) используются для контроля довзрывоопасных концентрации
метана в диапазоне от 0 до 5 %.
Принцип действия таких датчиков основан на беспламенном
сжигании (окислении) метана на поверхности каталитически активного
элемента и измерении количества выделившегося при этом тепла,
которое при поддержании постоянства условий тепломассообмена
пропорционально концентрации метана в анализируемом воздухе.
В качестве каталитически активного элемента широкое применение
получила накаленная электрическим током до температуры 700—800
°С спираль из платиновой проволоки, которая применяется в
ряде термокаталитических газоанализаторов, однако в последние
годы она вытесняется низкотемпературными каталитически активными
элементами, основанными на использовании каталитических покрытий,
наносимых на термостойкие носители с широко-разветвленной
поверхностью. Сигнал, пропорциональный концентрации метана,
формируется на каталитически активном элементе за счет повышения
температуры на поверхности элемента вследствие окисления метана
и изменения сопротивления спирали из платиновой проволоки,
обладающей довольно высоким значением температурного коэффициента
сопротивления (ТКС). Таким образом, приращение сопротивления
платиновой проволоки R пропорционально концентрации метана.
Измерение величины R осуществляется путем подключения платиновой
спирали в одно из плеч мостовой измерительной схемы. Для компенсации
изменения окружающей температуры, давления и других, не измеряемых
параметров атмосферы, в смежное плечо мостовой измерительной
схемы подключается компенсационный элемент, который по своим
характеристикам и конструктивному исполнению аналогичен каталитически
активному элементу и отличается только отсутствием активного
покрытия и метан на нём не окисляется. Каталитически активный
и компенсационный элементы помещаются в реакционную камеру
и образуют датчик метана
|
