U型采煤工作面的通风方式决定了瓦斯积聚风险点集中在回风顺槽侧,传感器布设必须围绕这一特征展开。根据《煤矿安全规程》和AQ1029-2019《煤矿井下粉尘防治技术规范》相关要求,u型采煤工作面甲烷传感器设置需要覆盖回风巷、工作面回风侧、上隅角以及采煤机前后等关键区域。一般一个U型工作面至少需要配置4至6台甲烷传感器,其中回风顺槽风流稳定处1台、工作面回风侧上方1台、上隅角顶板附近1台、采煤机割煤区1台、机运顺槽出口1台,部分长工作面还需在工作面中部增设。
安装高度和固定方式直接影响监测准确性。回风巷传感器应吊挂在距顶板不大于300毫米、距帮不小于200毫米的位置,距巷道中部约1米高度,确保气体自然上升可到达传感器进气口。上隅角传感器安装位置最为关键,需挂在距顶板200毫米以内、距煤壁不小于1米且小于2米的区域,传感器探头应朝向回风方向,避免直接受风。采煤机传感器一般固定在采煤机机身或液压支架上,安装高度距底板1.2至1.5米,需确保在采煤机割煤和运煤两个工况下都能有效采样。
传感器选型必须满足矿用隔爆型(ExdI)或矿用本质安全型(ExibI)防爆要求,报警浓度设定为1.0% CH₄,断电浓度设定为1.5% CH₄,复电浓度低于1.0% CH₄。传感器与断电控制装置之间的信号传输应采用本安型线路,避免使用普通电缆。日常维护方面,传感器应每7天用校准气(一般为1.0% CH₄)进行校验,每月用0.5% CH₄标准气体检查零点漂移,发现误差超过±0.1% CH₄时应立即校准或更换。传感器外壳应保持清洁,进气口不得被煤粉或水滴堵塞,否则会导致响应迟钝甚至漏报。
需要特别注意的是,U型工作面上隅角是瓦斯积聚最严重的区域,当回风量不足或通风系统出现漏风时,上隅角甲烷浓度可能迅速超过2%。因此上隅角传感器除执行常规断电保护外,还应在瓦斯浓度达到1.0%时联动通风系统调整风门或启动局部通风,同时通知调度室和瓦斯检查员介入处理。所有甲烷传感器的数据传输应接入矿井安全监控系统,确保地面监控中心能实时显示各传感器数值和报警状态,任何一台传感器故障停机时间不得超过2小时,超时应视为系统失效进行整改。


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