瓦检仪实训实验指导书.docx

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瓦检仪实训实验指导书

光学瓦检仪实训指导书

实训课时：

8单次人数：

15人

一、实训（实验）目的

1、学习光学瓦检仪的结构与工作原理。

2、掌握光学瓦检仪的使用方法。

3、会用光学瓦检仪检测瓦斯、二氧化碳两种气体的浓度。

二、必备的理论知识

2.1、矿井空气中瓦斯、二氧化碳的性质与危害

成分

物理性质

功能及对人体的危害

《煤矿安全规程》规定

氧气O2

无色、无味、无臭，难溶于水，密度1.11。

助燃和供人、动物呼吸

休息时需氧量为0.25L/min,工作和行走时需氧量为1～3L/min。

氧含量降低、造成死亡。

采掘工作面的进风流中，

氧气浓度不低于20%。

氮气N2

无色、无味、无臭的惰性气体0.97。

不助燃、也不参与呼吸中的反应

正常情况下对人体无害，但是，当氮含量过多时，就会使氧气的浓度相对减少，使人缺氧窒息。

二氧化碳CO2

无色、略带酸味的气体，易溶于水。

多积存在通风不良的巷道底部、下山等低矮地方1.52。

不助燃、也不参与呼吸中的反应

对人眼、鼻、口腔黏膜有刺激作用。

浓度为1%时呼吸急促；5%时呼吸困难，伴有耳鸣和血液流动加快的感觉；10%-20%时呼吸将处于停顿并失去知觉；20%-25%时人将中毒死亡。

采掘工作面的进风流中，二氧化碳浓度

不超过0.5%。

矿井总回风巷或一翼回风

巷中二氧化碳浓度超过0.75%时，必须立即

查明原因，进行处理。

一氧化碳CO

无色、无味、无臭的气体，微溶于水，毒性很强。

0.97

当空气中CO浓度达到13%-75%时，能引起燃烧和爆炸。

CO毒性很强。

吸入人体后，就阻碍了氧和血色素的结合，使人体各部分组织和细胞产生缺氧，引起中毒、窒息以致死亡。

中毒的明显特点：

嘴唇呈桃红色，两颊有斑点。

最高允许浓度为0.0024%。

硫化氢H2S

无色、微甜、有臭鸡蛋味的气体，易溶于水，有强烈的毒性1.19。

能燃烧和爆炸，爆炸浓度范围为4.3%-46%。

能使人体血液中毒，对眼睛黏膜和呼吸系统有强烈的刺激作用。

空气中浓度达到0.0001%时，人就能嗅到它的气味；当上升到0.1%时，在极短的时间内人就会死亡。

最高允许浓度为0.00066%。

二氧化硫SO2

无色、具有强烈硫磺味的气体，易溶于水，易积聚在巷道底部2.22。

能强烈刺激眼和呼吸器官，使喉咙和支气管发炎、呼吸麻痹，严重时会引起水肿。

当空气中浓度达0.002%时，能引起眼红肿、流泪、咳嗽、头痛、喉痛。

达0.005%时，能引起急性支气管炎和肺水肿，并在短时间内死亡。

最高允许浓度为0.0005%。

二氧化氮NO2

红褐色气体，极易溶于水1.59。

对人的眼睛、鼻腔、呼吸及肺部组织有强烈的破坏作用，能引起肺水肿。

中毒特征：

开始无知觉，6h或更长时间才能出现中毒症状。

即使在危险浓度下中毒，经过20-30h后，才发生较严重的支气管炎，呼吸困难，手指尖和头发出现黄斑，吐出淡黄色痰液，发生肺水肿，甚至死亡。

最高允许浓度为0.00025%。

氨气NH3

无色、具有强烈刺激性气味，易溶于水，毒性很强0.6。

对呼吸道黏膜有较大刺激作用，引起咳嗽、使人流泪，头晕，严重时可致肺水肿。

当空气中浓度达到0.004%-0.0093%时，对人有明显的刺激作用；当达0.047%-0.05%时，对人有强烈的刺激作用，时间稍长能引起贫血，体重下降，抵抗力减弱，产生肺水肿，直至死亡。

最高允许浓度为0.004%。

瓦斯CH4

无色、无味、无臭的气体,积聚在巷道空间上部0.554。

本身无毒，但是当瓦斯浓度增加，氧气含量就会相应减少，会使人因缺氧而窒息。

5—16%爆炸界限

9.5%时爆炸威力最强。

2.2、学习使用光学瓦检仪的意义。

众所周知，瓦斯管理是通风工作的重中之重，而瓦斯管理的重点就是瓦斯检查工作。

光学瓦检仪在全国各类煤矿应用十分广泛，使每个煤矿必备的安全仪器表之一，是检测井下有害气体的基本工具。

现在虽然有多种不同类型的瓦斯检测仪用之于井下，但经实践证明：

经济、耐用、精度稳定、受人喜爱的瓦斯仪器仍使光学瓦斯检测仪。

光学瓦检仪结构比较复杂，操作程序多，读数不直观，为了避免瓦检员操作上的错误，所以要求我们必须加强培训学习，通过学习我们要了解仪器的基本结构及部件作用，从而更好地使用仪器。

2.3、光学瓦检仪概述

2.3.1CJG10光干涉式甲烷测定器

CJG10光干涉式甲烷测定器应用了光波的干涉原理，测定迅速、准确。

具有使用方便、维修简单、体积小、重量轻、经济、耐用等特点。

2.3.2主要用途及适用范围

用于测定矿山、工厂等场所的甲烷的浓度。

2.3.3产品型号

CJG10――测定范围（0~10）%CH4

光干涉

甲烷

测定器

2.3.4使用环境条件

2.3.4.1温度：

（-20~40）℃

2.3.4.2湿度：

＜96%（25℃时）

2.3.4.3工作压力：

（80~110）kPa

2.3.5、CJG10光干涉式甲烷测定器构造

2.3.5.1CJG10光干涉式甲烷测定器的外部构造

2.3.5.2内部结构

图1仪器的内部结构

1照明装置组，2聚光镜组，3平面镜组，4折光棱镜组，5反射棱镜组，6物镜组，

7测微组，8目镜组，9吸收管组10气室组，11按钮组

2.3.6技术特性

测量范围:

（0～10）%CH4

准确度：

最大允许误差：

±0.30%CH4

电池型号：

一号碱性电池数量：

一节

仪器工作电压:

Ui1.5V

仪器工作电流:

Ii730mA

最高开路电压:

Uo1.6V

最大短路电流:

Io4.0A

仪器防爆型式:

矿用本安型

防爆标志:

ExibI

2.3.7、测小数范围0~1%

2.3.8、分划板刻度：

2.3.9尺寸、重量

外形尺寸:

215mm×120mm×60mm

重量:

1.8kg

三、原理与说明（此处如需画图的地方尽量体现出来）

1、㈠光波的产生

光是以波的形式从光源向四面传播的，光波和水波相似，只是光波用眼睛看不见，凸起的部份叫波峰，凹下去的部分叫波谷。

波峰间的距离叫波长（入），不同颜色的光线其波长不同。

光线可分为红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色。

光有各种特性，光的干涉就是其特性之一。

所谓光的干涉，就是波长相同的两波相互产生波峰增长，或者抵消的现象。

如图示：

两波相消的叫相消干涉，两波相加的叫相长干涉。

相消干涉及使光线亮度降低变暗，相长干涉使亮度提高。

2、工作原理

仪器内部的光学系统如图2所示。

图2光学系统图

由光源1发出的光经过聚光镜2后到达平面镜3，并在0点分为两部分；一部分反射，一部分折射。

第1部分光束穿过气室5的测室，折光棱镜6将其折回穿过另测的小室后又回到平面镜3，折射入平面镜后在其后表面（镀反射膜）反射，于0点穿出平面镜向反射棱镜7前进，经偏折后进入望远镜8：

第2部分光束折射入平面镜后在其后表面反射，然后穿过气室中央小室回到平面镜，于0｀点反射后于第1部分光束会合，一同进入望远镜，两光束的物镜的焦平面上产生白光特有的干涉现象；干涉花样中央为白纹，两旁为彩纹，眼睛通过目镜进行观测。

四、实训设备与工具、（实验仪器）

1.光学瓦检仪

2.瓦斯气罐（标配）

3.瓦斯检测试验操作台

五、危险源辩识

瓦斯检查员危险源管理卡

瓦斯检查员共有6项工作任务，27项危险源，其中重大风险的危险源有4个，中等风险的危险源有23个，一般风险的危险源有0个，可能发生的不安全行为有38条。

一、工作任务名称

1、入井前准备2、有害气体的检查3、盲巷内瓦斯检查及通风机停风处理

4、掘进工作面瓦斯超限处理5、综采工作面上隅角瓦斯超限处理6、临时停风地点瓦斯排放

二、风险管理表

序号

危险源

名称

风险及其

后果描述

风险

等级

管理标准

1

未按要求对光学瓦检仪及辅助工具进行检查

不能及时发现仪器不完好、不齐备，无法测量或测量不准确,不能及时发现瓦斯等有害气体超限，造成缺氧窒息、有害气体中毒、瓦斯燃烧或爆炸

中等

1.瓦检员入井前必须对光学瓦检仪的电路、气路、光谱、药品进行检查，确保完好后方可入井；2.瓦检员入井前必须检查手杖、胶管、手册是否完备。

2

光学瓦检仪不完好

仪器不完好、不齐备，无法测量或测量不准确,不能及时发现瓦斯等有害气体超限，造成缺氧窒息、有害气体中毒、瓦斯燃烧或爆炸

中等

光学瓦检仪部件完整、电路畅通、光谱清晰、气路畅通不漏气。

药品颗粒直径3-5毫米，不结块、不变色。

3

未对光学瓦检仪进行换气调零

未对光学瓦检仪进行换气调零，瓦斯测量不准确,不能及时发现瓦斯等有害气体超限，造成缺氧窒息、有害气体中毒、瓦斯燃烧或爆炸

中等

入井后，瓦检员必须在主要进风流中用新鲜空气清洗光学瓦检仪的气室，而后将测微刻度盘手轮打到零位，转动刻度盘，使光谱中一条预定的黑色条纹与零位重合并盖好护盖。

4

工作地点周边环境不完好（顶、帮）

未对工作地点的周边环境进行检查（顶、帮）会造成人员伤亡

中等

1.顶板无离层、无活矸、无鳞皮，支护齐全有效；2.巷帮无裂缝。

5

进入工作地点未对周边环境进行检查（顶、帮及运行设备）

未对工作地点的周边环境进行检查（顶帮及运行设备）会造成人员伤亡

中等

瓦检员检查并确认作业地点顶帮完好，且运行设备无安全隐患后，方可进行瓦斯检查操作。

6

空班、脱岗、假检、漏检及记录不完善

空班、脱岗、假检、漏检、未填写记录,不能及时发现瓦斯等有害气体超限，造成缺氧窒息、有害气体中毒、瓦斯燃烧或爆炸

中等

1.瓦检员每班对采掘工作面及其回风流中瓦斯和二氧化碳浓度检测2次，对综采工作面上隅角瓦斯、二氧化碳、一氧化碳、氧气等气体浓度检测2次，对盘区回风巷、回风流中的机电硐室、临时停风地点、盲巷栅栏处及本班没有人员工作的采掘工作面及其回风巷瓦斯和二氧化碳浓度检测1次；2.瓦检员必须严格遵守检查次数和检查时间间隔的规定，要求每班检查2次的地点，检查时间间隔要均匀，严禁在半班内完成全部检查次数；3.每次检查完毕后，瓦检员必须及时填写原始记录手册及牌板，做到牌板、原始记录手册、班报“三对口”，字迹工整、清晰，无虚填假签，杜绝空班、脱岗、漏检、假检。

7

井下瓦斯浓度超限

未及时发现瓦斯等有害气体超限，造成缺氧窒息、有害气体中毒、瓦斯燃烧或爆炸

中等

1.掘进工作面及其他作业地点风流中、电动机或其开关安设地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度不超过1%；2.采区回风巷、采掘工作面回风巷风流中瓦斯浓度不超过1.0%或二氧化碳浓度不超过1.5%；3.采掘工作面及其他作业地点风流中瓦斯浓度不超过1.0%；4.总回风巷风流中的瓦斯最大浓度值不超过0.75%。

8

拆除密闭前未检查有害气体浓度

未按规定检查有害气体浓度，不能及时发现瓦斯等有害气体超限，造成缺氧窒息、有害气体中毒、瓦斯燃烧或爆炸

中等

1.瓦检员在拆除密闭前，必须检查并确认密闭前的瓦斯、二氧化碳浓度均不高于1.5％和氧气浓度不低于18％后，方可监督密闭拆除作业；2.瓦检员在密闭拆除过程中，必须对作业地点的有害气体浓度进行实时监测，并将便携式测氧仪、便携式瓦检仪、便携式一氧化碳测定仪悬挂在作业地点，发现问题立即撤出人员，进行处理。

9

未按规定进入盲巷

进入盲巷时，未按规定检查有害气体，不能及时发现瓦斯等有害气体超限，造成缺氧窒息、有害气体中毒、瓦斯燃烧或爆炸

中等

瓦检员进入盲巷检查瓦斯或二氧化碳时，瓦检员要戴便携式氧气鉴定仪，边走边检查。

当瓦斯、二氧化碳达到3%或氧气浓度低于18%时，立即停止前进并撤出，设置好栅栏、警标，汇报调度。

10

盲巷内瓦