监测网络，传感器的发展，以提高长壁矿山的安全

尽管长壁开采是一种高效的采煤方式，但它会产生危险的甲烷气体，有可能导致地下矿井发生爆炸。的研究人员西弗吉尼亚大学正在通过开发改进的甲烷监测网络来解决这一问题，以提高长壁矿山的安全性。这里开发的技术可能对其他危险气体是主要因素的作业是有益的。

德里克·约翰逊，副教授机械与航空航天工程在这些大学他解释说，甲烷气体在空气中达到5% ~ 15%时就会爆炸，但如果甲烷和煤尘在矿井中结合，危险就会增加。即使在空气中只发现1%到2%的甲烷，也会导致采矿生产的延迟。

长壁开采是一种能够完全开采大块煤的采矿技术。当一名长壁矿工沿着一个面板前进时，矿工路径后面的屋顶就会倒塌。

Johnson说:“目前，矿山使用单采煤机安装的甲烷传感器和手持设备间歇测量。”“一个完善的传感器网络将能够积极应对不断上升的趋势，这不仅有望提高安全性，还有望提高生产率。”

Johnson和George B. Berry工程和研究教授名誉主席Nigel Clark一起获得了Alpha基金会的第二项资助，以研究人员之前的发现为基础，进一步开发和完善第二代甲烷监测系统，这是一种具有成本效益的多节点甲烷传感器网络，分布在长壁工作面，用于测量长壁煤矿开采作业中的甲烷。

Johnson说:“在第一个项目中，我们评估了两个低成本的甲烷传感器，并确定了它们的优缺点。“我们还专注于使用3D打印的水力喷射器，作为一种固有的安全方法，为从不同位置采样甲烷提供动力。这种方法可以将样品运送到中心节点进行浓度测量。”

Johnson表示，第二代甲烷监测系统将专注于改进六个关键领域，例如改进传感器技术，进行大规模演示，并在部署在活跃矿井之前根据需要增加额外的技术。

Johnson说:“在关键区域得到解决后，总体目标是让多节点传感器网络监测并提醒矿工甲烷含量升高，然后他们就必须进入该区域并使用手持系统进行测量。”“该系统将在甲烷含量为1%时发出警报，并在空气中甲烷含量为1.5%或2%时关闭设备。”

该团队联系了一家行业合作伙伴，以获得一种最先进的双红外传感器，可以集成以取代之前的两个传感器方法。约翰逊解释说，如果成功，物理系统将被重新设计，以确保系统响应得到维持或改善。

与约翰逊和克拉克一起，研究生研究助理Amber Barr将使用计算流体动力学建模、3D打印和实验来开发一种改进的实验室水喷射器。这些结果将有助于预测矿山在较高水压条件下的运行情况。

-副主编克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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