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新型红外甲烷传感器为矿工送上“革命性”的安全感
    日期:2007年02月28日    字体:【】【】【
  2月9日,国家安全生产监督管理总局在北京航天城组织召开了“GJG10H”红外甲烷传感器科技成果鉴定会,经过来自煤矿安全监察部门、科研院所、企业、国有煤矿等单位的14位专家的严格鉴定,一张写着“该传感器工作稳定,性能可靠,技术先进,达到国际先进水平”的鉴定书终于花落航天科技集团公司。
  十余年来,我国在“九五”、“十五”、“十一五”的科技规划中,都把矿用红外甲烷传感器列为重点科研项目之一,不惜投入大量的人力、物力来研制这种目前可以最有效探测煤矿瓦斯浓度的仪器。但因为关键技术一直没有获得突破,瓦斯,这种给煤矿安全带来巨大隐患的气体,依然因为检测手段的落后而严重威胁着我国煤矿生产和矿工生命的安全。北京康拓科技开发总公司研发的“GJG10H”红外甲烷传感器像新春惊雷一样给我国的煤矿开采工作带来了新的安全“感”。它的出现,使我国矿用红外甲烷传感技术实现了零的突破。
  小团队的大责任
  2005年上半年,我国煤矿瓦斯爆炸事件频繁发生,造成大量人员伤亡。这些引起全国高度关注的煤矿灾难,同样深深撞击着五院所属的北京康拓科技开发总公司智能仪表事业部20多位员工的心。“每发生一次瓦斯事故,我们的心就阵痛一次。因为,只要具有合理科学的检测手段,瓦斯引起的爆炸就完全可以避免,而这正是我们科研人员应该解决的课题。”智能仪表事业部总经理孟伟回忆起当年的感受时说。
  2005年6月的一个周一,智能仪表事业部召开每周一次的工作例会。过去,这种例会给这个小团体带来事业发展的勃勃生机。每次例会上,除了总结和安排工作以外,大家总是把关系事业发展的最新信息和思路提出来,为部门的发展集聚了无限的智慧和力量。
  这次例会上,刚刚发生的湖南省娄底市资江煤矿瓦斯爆炸造成20多人死亡的灾难,再次让大家如坐针毡。于是,例会的议题成了利用自身在红外遥感技术方面的特长,研制生产煤矿用红外传感器。
  几十年来,利用红外吸收光谱原理来测试气体,一直被国内外专家认为是一种理想的气体测试方法,人们也已经开发出了许多种不同用途的红外气体传感器。但面对煤矿地下潮湿、多尘的特殊环境时,此类传感器就需要解决大量的技术难关,要进行特殊的设计。同时,不同的采掘条件也对传感器提出了不同的要求,这也是进口红外甲烷传感器在国内煤矿容易失效的原因。虽然具有卫星红外遥感方面丰富的理论基础和实践经验,但面对新的课题,智能仪表事业部还是觉得遇到了巨大的挑战。“这是以红外甲烷气体监测器灵敏器件为核心的综合技术,需要其他多方面技术的联合。但我们决定先突破关键技术,再突破其它。”回忆起研制过程,孟伟难抑当时挑战困难时的决心。
  同一个月,在调查煤矿地下环境和自身技术储备情况之后,被北京康拓科技开发总公司批准为重点科研项目的煤矿用红外甲烷传感器的研制工作,在智能仪表事业部正式展开。不出所料,重重困难也接踵而至。实验室中测试很成熟的器件,到煤矿下马上失效;灵敏器件不能随着湿度的变化自动调校;粉尘影响呼吸口的正常换气等等,困难不一而足。
  善于在困难中奋进的智能仪表事业部员工有些被“激怒”了,神舟三号飞船研制过程中36个小时解决太阳红外传感器的精神,再次成为这20多位航天人的不懈动力。
  2005年9月,两个多月不分昼夜的刻苦攻关过去了,一种完全符合我国煤矿地下不同工作环境的“GJG10H”红外甲烷传感器在智能仪表事业部诞生了。“在这三个多月的研制过程中,我们始终坚持着这样的信念:困难不可能没有,办法永远比困难多。”孟伟说,这是他们这个小团体“理性的乐观”。
  小仪表的大作用
  出席“GJG10H”红外甲烷传感器科技成果鉴定会的国家安全生产监督管理总局规划科技司司长杨富用“革命性进展”来评价该产品。这种评价并不为过。
  目前,我国煤矿地下使用的甲烷传感器主要有两种,一种是国内研制生产的载体催化式甲烷传感器,一种是进口的红外甲烷传感器。前者俗称“黑白件”,是一种催化燃烧型传感器,其自身存在诸多缺陷。主要有使用寿命短、工作稳定性差和调校频繁等致命弱点,而这些弱点是由于催化燃烧技术自身机理所导致的,严重制约着矿井对甲烷气体进行准确有效的检测。
  进口的红外甲烷传感器在技术上较为先进,但价格昂贵,直接影响其推广使用,而且这种传感器与国内煤矿的安全测控系统不兼容,进口传感器的同时,还要进口国外的安全测控系统,造成使用上的不方便。另外,还有最重要的一点,进口的红外甲烷传感器在我国煤矿地下使用时,由于高粉尘、高湿度等原因,容易失效。这些问题都限制了国外现有产品在我国的应用。
  基于这两种传感器的缺点,我国煤矿地下悬挂甲烷传感器的数量非常有限,平均悬挂量只有40支左右。而日本一个小型煤矿的两个综采面就悬挂甲烷传感器1200支,俄罗斯一个小型煤矿悬挂800支。
  “GJG10H”红外甲烷传感器的研制成功,是对“黑白件”和进口红外甲烷传感器的彻底超越。该传感器寿命为3至5年,完全基于我国煤矿地下的实地环境设计,能有效进行复杂环境下甲烷气体监测,并且完全兼容煤矿现有的安全监测系统,同时还具有无需标定、全量程测量等诸多显著特点。
  产品研制成功后,智能仪表事业部马上把相关情况汇报给航天科技集团公司和五院,受到了集团公司领导和五院领导的高度关注。在多方的积极配合下,2006年8月,该产品顺利通过矿用产品安全认证,获得在煤矿井下使用的资格。随后,该传感器被安装到淮南、平顶山、鹤岗等十几家国有煤矿进行矿井下实地试用,均符合各种技术要求。
  在“GJG10H”红外甲烷传感器生产车间的门口,“质量就是生命”几个鎏金大字格外引人注目。“这一口号别具意义,是我们对煤矿生产,特别是对矿工生命的最高尊重。每个矿工都是家中的顶梁柱,一个生命失去了,一个家庭的幸福就不存在了。”孟伟和同事们牵挂的是千万个矿工的幸福生活。 ( 陈全育)
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