煤矿硫化氢检测方法研究.pdf
《煤矿硫化氢检测方法研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《煤矿硫化氢检测方法研究.pdf(4页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、1842023 年第 8 期郑 雪:煤矿硫化氢检测方法研究煤矿硫化氢检测方法研究郑 雪(山东省煤田地质局第五勘探队,山东 济南 250100)摘 要 为了准确获取煤矿井下硫化氢含量,预防其含量超标带来的侵害,基于调节光谱技术,设计一款新型硫化氢检测仪器。该仪器采用波长为 1589 nm 的分布式激光器检测出硫化氢气体,并通过信号的属性转换对煤矿硫化氢进行实时检测。结果表明,仪器测量的硫化氢气体浓度结果可靠,实时检测煤矿采集井硫化氢浓度,测量误差范围 0.10.2 mg/L,能达到煤矿井下硫化氢预防要求。关键词 硫化氢;煤矿资源;调节光谱;瞬态响应;稳定性中图分类号 TD711 文献标识码 A
2、doi:10.3969/j.issn.1005-2801.2023.08.059Research on the Detection Method of Hydrogen Sulfide in Coal MinesZheng Xue(The Fifth Exploration Team of Shandong Province Coalfield Geological Bureau,Shandong Jinan 250100)Abstract:In order to accurately obtain the content of downhole hydrogen sulfide in coa
3、l mines and prevent the harm caused by excessive content,a new type of hydrogen sulfide detection instrument is designed based on adjusting the light spectrum technology.This instrument uses a distributed laser with a wavelength of 1589 nm to detect hydrogen sulfide gas,and conducts real-time detect
4、ion of coal mine hydrogen sulfide through signal attribute conversion.The results indicate that the concentration of hydrogen sulfide gas measured by the instrument is reliable,and real-time detection of hydrogen sulfide concentration in coal mine collection wells can be achieved with a measurement
5、error range of 0.1-0.2 mg/L,which can meet the requirements for downhole hydrogen sulfide prevention in coal mines.Key words:hydrogen sulfide;coal mine resources;adjust the light spectrum;transient response;stability收稿日期 2023-01-06作者简介 郑雪(1987),女,山东曲阜人,2014 年毕业于德州学院化学专业,本科,工程师,现从事地质实验测试工作。煤矿中硫化氢是危害人
6、体健康的毒气,为快速检测硫化氢气体,做出及时预防,许多专家学者针对此开展相关研究。曾永达等人1对硫化氢检测方法和原理进行归纳总结,对其中的物理方法以及化学方法进行分析得出最优的检测方法,并且对检测仪器发展现状进行综述。周田田2对含硫油气开采问题进行研究并在此基础上对硫化氢危害进行了更为详细的分析,并对其产生原因归纳总结,提出应急管理办法。刘美等人3基于工业生产导致的恶劣环境,通过无线传感器网络设计一款新型硫化氢检测仪,并测试该仪器的具体功能效益。本文以探究硫化氢的检测方法为目的,通过测量原理和试验系统分析对试验方法和仪器进行结果分析,并进行仪器稳定性测试,得出该方法的相对误差,研究该硫化氢检测
7、方法的推广价值。1 煤矿概况瓮安煤矿为兼并重组保留矿井,矿井于 2020年 5 月取得贵州省国土资源厅颁发的采矿许可证,矿井生产规模为 90 万 t/a,开采方式为地下开采,矿区面积 27.508 1 km2,开采深度+1395+600 m,有效期限 2020 年 05 月2032 年 05 月。矿区范围由 30 个拐点圈定,呈不规则多边形。2 煤矿硫化氢危害及来源我国是主要煤炭使用国之一,我国煤矿资源丰富,但煤炭过度开发也导致我国环境受到危害。硫化氢为气态,无色且有毒,在空气中极易与氧气接触产生火灾,其具有腐蚀性,危害系数极大。当硫化氢浓度较低时,人体就能感受到呼吸困难;当硫化氢浓度超过 5
8、10-5时,就能使人体头晕目眩;当硫化氢浓度超过 110-4时,可直接对人体带来损伤并威胁生命。硫化氢一般来自工业产生的废气之中,属于人1852023 年第 8 期郑 雪:煤矿硫化氢检测方法研究为因素,另一种是煤矿、石油的开采产生,属于自然因素,主要源于硫化矿物水解、煤体内部以及其他来源。3 测量原理和试验系统分析3.1 Beer-Lambert 定律本文基于 TDLAS 技术4,对发生光谱进行技术分析,依据 Beer-Lambert 定律通过对波长的调节,从而对气体进行定量分析。由于气体本身组织结构构成决定了气体的物理特性,这导致特定波长能够与其实现共振,从而形成波长范围,并通过吸收光谱来判
9、断气体成分。由于气体浓度决定气体微小粒子数量,且粒子浓度与粒子损失成正比,因此可通过吸收光强度衰弱情况来判断气体浓度的变化,其吸收光谱测量如图 1。图 1 吸收光谱测量图3.2 调节光谱技术基于 Beer-Lambert 定律的验证,虽然其可以较为准确表达气体浓度和光的强度之间的关系,但当气体浓度低于一定值时,依然存在测量错误现象的发生。为解决该问题,可采用波长调节光谱的技术进行气体检测,其原理主要是通过激光驱动的形式加载一条高频率信号,该信号具有周期性,当信号经过气体介质后被吸收,进而通过放大器进行调节,从而得到相关谐波信号,示意图如图 2。在波长调节光谱技术中,目标信号属于被调节对象,因此
10、低频噪声只有通过放大器,之后被过滤掉,才能提升信噪比。其他条件不变时,谐波信号随气体浓度升高而升高。当准备工作完成后,便可进行硫化氢检测过程。图 2 调节光谱技术测量图3.3 试验系统由于硫化氢气体在不同波段会有不同的吸收峰,尤其是在 1589 nm 波段时,吸收峰较强,该情况下温度为 25,压强为标准大气压,不易受到其他气体影响。试验过程如图 3,试验系统主要由激光温控和电流驱动以及激光器、探测器等仪器组成,最后将数据输入到计算机进行计算。图 3 系统过程示意图该系统流程主要以激光器为核心板块,通过控制 DFB 激光器运行过程,包括电流输出和温度,使仪器一直维持在吸收波较强的波段,并以此通过
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 煤矿 硫化氢 检测 方法 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。