【摘 要】
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煤炭资源作为主要的化石能源，在国家的经济发展中具有十分重要的地位。煤矿的高产高效是我国未来煤炭行业的发展趋势，而影响煤矿高产高效开采的主要问题是煤矿安全，其中采空区煤炭自然发火又是煤矿主要灾害之一，实时准确监测煤矿采空区主要指标气体体积分数对防治煤自燃具有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和多路复用的锁相技术，设计了一套集成度较高的多种指标性气体实时在线分析监测系统。该系统充分利用不同气体
【基金项目】
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国家重点研发计划资助项目（2017YFC0805004）； 国家自然科学基金资助项目（11874364）； 中国科学院对外合作重点资助项目（GJHZ1726）；
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煤炭资源作为主要的化石能源，在国家的经济发展中具有十分重要的地位。煤矿的高产高效是我国未来煤炭行业的发展趋势，而影响煤矿高产高效开采的主要问题是煤矿安全，其中采空区煤炭自然发火又是煤矿主要灾害之一，实时准确监测煤矿采空区主要指标气体体积分数对防治煤自燃具有重要意义。基于可调谐半导体激光吸收光谱技术和多路复用的锁相技术，设计了一套集成度较高的多种指标性气体实时在线分析监测系统。该系统充分利用不同气体分子的“指纹”吸收谱线特征和DFB激光器的窄线宽、快速调谐的特性，通过检测目标气体的一条孤立的吸收线实现气体体积分数的快速检测，并在系统电路设计中采用多路扫描信号以及无相位误差的正弦调制信号，实现了使用一块锁相放大器，通过分时和自动切换通道对多采样点处的CH4,CO2,O2,CO,C2H2和C2H4等6种指标性气体体积分数同时在线监测。在实验室分别测试了系统对6种指标气体最低检测限分别为9.9×10-4,4.73×10-4,0.12%,7.2×10-7,1.3×10-6和1.28×10-5,表明该系统具有较好的稳定度和较低的检测极限。并在合作煤矿通过井下束管抽采系统将采空区的进风巷和回风巷的气样，直接通入井下气体监测系统，完成实时气体体积分数现场试验验证，试验表明该系统可为煤矿安全生产和预警提供有效的数据保障，可以满足煤矿安全检测标准要求，促进对煤自燃特征信息指标体系的建立和分级预警方法的确定，便于实现对煤自燃隐蔽火源危险程度的判识和预警。
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