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仪器仪表工培训教材第一章煤矿生产安全方针法律法规第一节煤矿生产安全方针.1第二节煤矿生产法律法规.8第二章 常用便携式安全仪器仪表第一节 光干涉甲烷测定器.18第二节 热催化甲烷便携式测报仪34.第三节 氧、沼测报仪.52第四节 一氧化碳测定仪59第五节 矿用风速表.65第六节 粉尘测定仪.70第七节 发爆器.77第三章 附件第一节 集团公司关于仪器仪表的规定.84第二节 检定规程.87第三节 记录表格117.第一章 安全生产方针与法律法规第一节 煤矿安全生产方针一、安全生产格局 第十届全国人民代表大会第一次会议通过了国务院机构改革方案，将原国家经贸委管理的国家安全生产监督管理局（国家煤矿安全监察局）改为国务院直属机构，以进一步强化对安全生产的监督管理。这是党中央、国务院根据安全生产形势需要，为进一步健全和完善安全生产监督机构做出的重要决策。这一方面提高了安全生产监督机构的行政执法地位和权威性，另一方面也加大了安全生产机构的责任。各级安全生产监管部门要进一步增强责任感和紧迫感，尽快理顺职责，建立统一高效、运转协调、行为规范的安全生产监管体系，依法加强对全国安全生产工作的综合监督管理和对煤矿的安全监察。各级地方人民政府也要加强对地方安全生产工作的领导，尽快建立健全地方安全生产监管机构，支持地方安全生产部门依法履行综合监督管理职责。通过共同努力，在全国范围内形成“政府统一领导、部门依法监管、企业全面负责、社会监督支持”的安全生产工作格局，为安全生产工作提供强有力的组织保证。 安全生产工作格局具体从以下四个层面去理解：一是各级政府要加强对安全生产工作的领导，依法建立健全独立的、有权威的安全生产监管体系，把安全生产纳入经济发展规划和指标考核体系，形成强有力的安全生产工作组织领导和协调管理机制；二是各级安全生产监管部门要认真履行综合监管的职责，依法加强执法监督。政府有关部门要在各自的职责范围内对安全生产工作实施监督管理；三是企业作为安全生产的主体，要建立健全安全生产责任制，保障安全投入，加强安全工作，形成自我约束、不断完善的安全生产工作机制；四是全社会要大力营造安全生产的舆论氛围，搞好舆论监督和群众监督，并发挥社会中介组织的作用，为安全生产提供技术支持和服务。二、煤矿安全生产方针的含义及意义 方针是国家或政党在一定历史时期内，为达到一定目的而确定的指导思想和遵循原则。煤矿安全生产方针是党和国家为确保煤矿安全生产而确定的指导思想和行动准则，即“安全第一、预防为主”。 党和国家主要领导人高度重视煤矿安全生产，毛泽东同志于1952年指出：“在实施增产节约的同时，必须注意职工的安全、健康和必不可少的福利事业。如果只注意前一方面，忘记或稍加忽视后一方面，那是错误的。”周恩来同志于1959年视察河北井陉煤矿时指出：“在煤矿，安全生产是主要的，生产和安全发生矛盾时，生产服从安全。”1997年，江泽民同志指出：“必须坚决树立安全第一的思想，强调任何企业都要努力提高经济效益，但是必须服从安全第一的原则。”1996年12月1日起实施的煤炭法明确规定：“煤矿企业必须坚持安全第一、预防为主的安全生产方针”。2002年11月1日起施行的安全生产法，也明确了“安全生产管理，坚持安全第一、预防为主”的方针。这些指示和法律规定都为煤矿安全生产方针的提出和贯彻执行指明了方向。 安全第一，是强调安全、突出安全、安全优先，把安全放在一切工作的首位，要求各级政府和煤矿领导及职工把安全生产当做头等大事来抓，切实处理好安全与效益、安全与生产的关系；当生产建设等与安全发生矛盾时，安全是第一位的；要树立人是最宝贵的思想，努力做到不安全不生产、隐患不处理不生产、措施不落实不生产，在确保安全的前提下，实现生产经营的各项指标。安全第一是衡量煤矿安全工作的硬性指标，必须认真贯彻执行。 预防为主，是实现安全第一的前提条件。要实现安全第一，必须以预防为主。要不断地查找隐患，谋事在先，尊重科学，探索规律，采取有效的事前控制措施，防微杜渐、防患于未然，把事故、隐患消灭在萌芽之中。虽然在生产经营活动中还不可能完全杜绝事故发生，但只要思想重视，按照客观规律办事，运用安全原理和方法，预防措施得当，事故特别是重大恶性事故就可以大大减少。 安全第一、预防为主，是目标原则和手段措施的关系。不坚持安全第一，预防为主很难落实；坚持安全第一，才能自觉地、科学地预防，达到预期目的；只有坚持预防为主，才能减少事故、消灭隐患，才能做到安全生产。 煤矿安全生产方针是煤矿安全生产管理的基本方针。贯彻落实好这个方针，对于处理安全与生产以及其他各项工作的关系，科学管理，搞好安全，促进生产和效益的提高，推动各项工作的顺利进行，进而建立煤矿安全工作的长效机制有重大的意义。 三、煤矿安全生产方针的贯彻落实 从实践中看，贯彻落实煤矿安全生产方针应当做到以下3点： 1、坚持管理、装备和培训并重原则 这是我国煤矿安全生产长期实践经验的总结。也是贯彻落实煤矿安全生产方针的基本原则。管理体现了人的主观能动性和创造性，体现了对煤矿生产经营进行的组织、计划、指挥、协调和控制。先进有效的管理是煤矿安全生产的重要保证，如遵守煤矿安全规程，推行ISO9000质量管理标准等。严格和科学的管理，可弥补装备上的不足，能减少事故，保障安全生产。装备是矿工实施作业、创造安全环境的工具。先进的装备可以提高工作效率，也可以创造良好的安全作业环境，可以避免事故的发生。培训是提高职工素质的主要手段许多事故的发生主要是无证上岗、无岗前和岗中培训，致使法规和安全意识淡薄或缺乏专业技术知识造成的。只有强化培训，才能进行科学管理。只有坚持管理、装备、培训并重的原则，才能真正落实好煤矿安全生产方针。 2、坚持煤矿安全生产方针标准 1985年，全国煤矿安全工作会议提出了全面落实安全生产方针的十条标准，其中多条至今仍有重要的指导作用。如企业管理的全部内容和生产的全过程都要把安全工作放在首位，任何决定、办法、措施都必须有利于安全生产；把坚持安全第一方针作为选拔、任用、考核干部的重要内容；把安全工作纳入党政工作的重要议事日程和承包内容；把安全技措工程、安全培训等纳入年度和月份生产和工作计划；建立健全安全生产责任制，层层落实，尽职尽责，并以履行职责好坏定奖惩。严肃认真、一丝不苟地执行煤矿安全规程、安全指令和文件；人、财、物优先保证安全生产需要；思想政治工作要贯穿到安全生产的全过程；业务保安搞得好，安全教育广泛深入等等。在当前安全生产等各项法规逐渐完善、生产技术进一步发展的形势下，这些标准还应不断充实完善。 3、坚持各项行之有效的措施 为了深入贯彻安全生产方针，必须坚持以下各项措施： 一是要强化安全法制观念。随着我国法制建设的深入，安全生产法律法规体系已经初步建立，在此情况下，必须树立依法行事、依法治理的观念。出了安全事故，不仅要追究有关责任人的行政、党纪责任，而且要依法追究有关人员的法律责任。 二是要建立健全安全生产责任制。安全生产涉及到方方面面，是一个多环节、多层次的系统工程，某一个层次、某一个环节的失误都可能导致事故的发生，因而必须严把每一环节、每一层次、每一人员的安全生产关，这就需要建立健全一套完善的安全生产责任制，将安全生产责任细化到每一个岗位、分解到每一个人员。 三是建立安全生产管理机构或配备专职安全生产管理人员。安全生产法规定：矿山应当设置安全生产管理机构或者配备专职安全生产管理人员。煤矿企业作为矿山企业中灾害最为严重、作业环境恶劣、危险因素多的高危企业，若没有一个专门的机构或专门的人员去管理、检查、监督生产过程中的各种危险因素和责任的落实，要想实现安全生产只能是一句空话。如果各企业的安全管理机构被取消，其不安全情况就极其严重，重、特大事故不断；如果健全了各种规章制度，企业的安全形势整体上也会明显好转。这充分说明建立安全生产管理机构或配备专门人员的重要性。 四是认真组织安全生产检查。国家法律、法规、行业规程明确规定：煤矿企业要进行经常的、定期的、监督性的安全生产检查和日常安全巡回检查，这是搞好安全生产的一个重要措施。检查要在认真上做文章，安全检查应以企业为主，政府、行政部门及相关部门根据安全生产形势的状况，也应组织进行。 五是加大煤矿安全监察力度。煤矿安全监察机构是行政执法机构，要做到依法办事，公正执法。依据安全生产法、矿山安全法、煤炭法、煤矿安全监察条例、煤矿安全规程等法律、法规和行业规章，对不具备基本安全生产条件的矿井，要责成煤矿企业及主管部门坚持依法整治，做到该取缔的取缔，该关闭的关闭，该整改的整改，决不姑息迁就；对煤矿存在的安全管理不善、不安全生产因素及事故隐患，要责令煤矿企业限期处理和改正；要强化对持证上岗和相关业务技能培训技能的监察，切实加强监察执法力度。 六是加强安全技术教育培训工作。这是搞好安全工作的基础和主要内容之一，是实现安全生产状况根本好转的重要途径。各部门要根据各自职能，积极开展安全生产方针、安全法律法规、本矿安全现状、本矿安全措施、安全知识、安全技能、生产技能教育，开展矿长、总工、区队长、班组长、特殊工种人员的上岗资格培训，使全体职工懂法、熟知安全技术知识、掌握操作技能、自觉遵章守法，以减少和杜绝事故发生，确保安全生产。 七是做好事故预防工作。预防为主是搞好安全的必要措施。做好事故预防，要求职工对矿井环境、自然灾害因素、事故隐患、生产过程中不安全问题要事先了解和熟悉，发动群众预防事故和根治事故隐患，实行群防群治；从管理角度来研究，从安全措施上预防控制事故，把预防放在主要位置，以达到防止灾变、控制事故发生之目的。 八是做好事故调查和处理工作。发生事故后，要按规定向上级报告，并及时组织应急处理、抢险救灾、调查处理。要坚持四不放过原则，即发生事故后，要做到事故原因没查清不放过；事故责任者未受到严肃处理不放过；群众未受到教育不放过；防范措施未落实不放过。九是加大对事故责任人的处罚力度。应按照国务院302令的要求，依法落实对事故责任人的处罚，以起到惩罚本人、警示他人，以营造一种对安全工作不力、失职即被追究责任的氛围，使人人都重视安全，人人都从本职做好安全工作。第二节 煤矿安全生产法律法规一、 煤矿安全生产法律法规体系建国以来特别是改革开放以来，我国的立法工作发展较快，煤矿安全生产法律法规体系已基本形成。主要有四部分：一是全国人大及其常务委员会颁布的关于安全生产的法律；二是国务院颁布的关于安全生产的行政法规；三是省（自治区、直辖市）级人大及其常务委员会颁布的关于安全生产的地方性法规；四是国务院有关部委、省级人民政府颁布的关于安全生产的部门规章和地方政府规章。我国煤矿安全生产法律法规体系主要内容有：（1） 法律有安全生产法、矿山安全法、煤炭法、劳动法、矿产资源法等。（2） 行政法规有煤矿安全监察条例、煤炭生产许可证管理办法、乡镇煤矿管理条例、乡镇煤矿管理条例、矿山安全法实施条例、特别重大事故调查程序暂行规定、企业职工伤亡事故报告和处理规定等。（3） 地方性法规有XX省矿山安全法实施办法、XX省煤炭法实施办法等。（4） 部门规章和地方政府规章有煤矿安全规程、爆破安全规程、特种作业人员安全技术培训考核管理办法等。二、 主要安全法律法规（一）安全生产法1立法目的及意义安全生产法于2002年6月29日由第九届全国人民代表大会常务委员会第28次全体会议通过，同日由国家主席江泽民签发命令予以公布，于2002年11月1日起施行。制定这部法律的目的，是为了加强安全生产的监督管理，防止和减少生产安全事故，保障人民群众的生命和财产安全，促进经济发展。其意义是四个需要，即：一是依法加强对安全生产的监督管理、安全监察依法行政的需要；二是预防和减少事故，保护人民群众生命和财产安全的需要；三是依法制裁安全生产违法犯罪的需要；四是建立和完善我国安全生产法律体系的需要。2安全生产法的主要内容安全生产法从提出立法到出台，历经21年。它作为我国安全生产的综合性法律，具有丰富的法律内涵和规范作用。具体内容共有7章97条。第一章总则、第二章生产经营单位的安全生产保障、第三章从业人员的权力和义务、第四章安全生产的监督管理、第五章生产安全事故的应急救援与调查处理、第六章法律责任、第七章附则。第五章生产安全事故的应急救援与调查处理、第六章法律责任、第七章附则。 3 、从业人员在安全生产方面的权利和义务 （1）从业人员有依法获得安全生产保障的权利 主要包括： 有关安全生产的知情权和建议权。包括获得安全生产教育和技能培训的权利，被如实告知作业场所和工作岗位存在的危险因素、防范措施及事故应急措施的权利。有权对本单位的安全生产工作提出建议。 有获得符合国家标准的劳动防护用品的权利。 从业人员有权对本单位安全生产工作中存在的问题提出批评、检举、控告；有权拒绝违章指挥和强令冒险作业。 从业人员发现直接危及人身安全的紧急情况时，有权停止作业或者采取紧急避险措施的权利。 在发生安全事故后，有获得及时抢救和医疗救治并获得工伤保险赔付的权利等。 享受工伤保险和伤亡求偿权。因生产安全事故受到损害的从业人员，除依法享有工伤社会保险外，依照有关民事法律尚有获得赔偿的权利的，有权向本单位提出赔偿要求。 （2）从业人员在安全生产方面的义务 从业人员在享有获得安全生产保障权利的同时，也负有以自己的行为保证安全生产的义务。主要包括： 在作业生产过程中，必须遵守本单位的安全生产的规章制度和操作规程，服从管理，不得违章作业。 接受安全生产教育和培训，掌握本职工作所需要的安全生产知识，提高安全生产技能，增强事故预防和应急处理能力。 发现事故隐患或者其他不安全因素，应当立即向本单位安全生产管理人员或本单位负责人汇报。接到报告的人员应当及时予以处理。 正确使用和佩戴劳动防护用品。（二）矿山安全法 1、矿山安全法的立法目的 矿山安全法于1992年11月7日由第七届全国人民代表大会常务委员会第28次会议通过，自1993年5月1日起施行。这是建国以来第一部矿山安全法。其立法目的是：健全矿山安全法律法规，防止矿山事故，保护矿山职工人身安全，促进采矿业健康发展。 2、矿山安全法的指导思想 坚持保护矿工生命安全的宗旨，从实际出发，做到劳动部门监督与矿山企业主管部门的管理结合、国家监督和民众监督结合起来，建立健全各级生产和管理人员的安全生产责任制。 3、矿山安全法的内容 该法共8章50条。第一章总则、第二章矿山建设的安全保障、第三章矿山开采的安全保障、第四章矿山企业的安全管理、第五章矿山安全的监督和管理、第六章矿山事故处理、第七章法律责任、第八章附则。在矿山安全法中，规定了矿山企业职工有权对危害安全的行为提出批评、检举、控告；矿山企业必须对职工进行安全教育、培训，未经安全教育、培训的，不得上岗作业；矿山企业安全生产的特种作业人员必须接受专门培训，经考核合格取得操作资格证书的，方可上岗作业；矿山企业必须对瓦斯或煤尘爆炸、冲击地压、瓦斯突出、火灾、水害、冒顶等危害安全的事故隐患采取预防措施；矿山企业主管人员违章指挥、强令工人冒险作业，因而发生重大伤亡事故的，或对矿山事故隐患不采取措施，因而发生重大伤亡事故的，依照刑法规定追究刑事责任等。并对各个方面做出了法律界定和要求，无疑对规范矿山安全生产起到保障作用。 （三）煤炭法 1、煤炭法的立法目的 煤炭法于1996年8月29日第八届全国人民代表大会常务委员会第21次全体会议通过，1996年12月1日起施行。它是中国第一部煤炭法。是中国煤炭法制建设的里程碑，为煤炭的生产、经营活动确立了基本原则，从而使煤炭行业在法制轨道上健康发展。立法的目的是合理开发利用和保护煤炭资源，规范煤炭生产、经营活动，促进和保障煤炭行业的发展。 2、煤炭法的主要内容 该法共计8章81条。第一章总则、第二章煤炭生产开发规划与煤矿建设、第三章煤炭生产与安全管理、第四章煤炭经营、第五章煤矿矿区保护、第六章监督检查、第七章法律责任、第八章附则。该法确立了坚持“安全第一、预防为主”的安全生产方针，提出了保障国有煤矿的健康发展；开发利用煤炭资源。应当遵守环保法律、法规，做到使环境保护设施与主体工程同时设计、同时施工、同时验收、同时投入使用；严格实行煤炭生产许可证制度和安全责任制度及上岗作业培训制度；加强矿区保护，加强煤矿企业监督检查，要求煤矿企业依法办事；维护煤矿企业合法权益，禁止违章开采、违章指挥、滥用职权、玩忽职守、冒险作业、依法追究煤矿企业管理人员违法责任等，该法对煤矿企业的健康发展具有重大意义。（四）煤矿安全监察条例 1、煤矿安全监察条例立法背景和立法目的制定煤矿安全监察条例有三个背景： 一是煤矿安全监察体制改革的需要。1999年12月20日国务院办公厅下发国务院关于我国煤矿安全管理监督体制改革实施方案，设立国家煤矿安全监察局负责煤矿安全监察，在20个省级地区设立省煤矿安全监察局、成立69个办事处，实行中央垂直管理。这种体制需要用法规加以规范。 二是煤矿安全监察机构的转换，实行的是垂直领导，因此过去有关的法律法规已不适应煤矿安全监察。为了明确责任权利，解决修改法律法规费时较长问题，由国务院制定一个行政法规，解决煤矿安全监察机构工作的现实问题比较适宜。 三是改变和促进我国煤矿安全状况根本好转的客观需要。全国煤矿每年均有较多重大事故发生，人员伤亡大，不仅给职工家属带来巨大痛苦。而且还造成了重大经济损失和政治影响。近几年，英国、俄罗斯、南非、波兰、印度等国家煤矿的死亡人数都在明显下降，我国与世界产煤国家安全状况的差距太大，其中我国的煤矿安全监察体制不适应，安全监察不到位，也是原因之一。 制定煤矿安全监察条例的目的是：规范煤矿安全监察工作，保护煤矿职工的人身安全和健康，促进煤矿健康发展。 2、煤矿安全监察条例的主要内容 该条例于2000年11月7日以国务院令第296号颁布，于2000年12月1日起施行。该条例明确了煤矿安全监察制度、权利、地位、职责、监察内容、行政处罚种类、工作原则及与政府的关系等，是我国第一部较为全面的煤矿安全监察的行政法规，填补了煤矿安全监察法规空白，对于依法治矿，促进安全生产具有重大意义。（五）煤矿安全规程 1、煤矿安全规程制定的目的及意义 煤矿安全规程于2001年9月28日由国家煤矿安全监察局发布，自2001年11月1日起施行。煤矿安全规程以矿山安全法、煤炭法、煤矿安全监察条例及我国原有煤矿安全规程、小煤矿安全规程、露天煤矿安全规程为依据，坚持“安全第一、预防为主”的方针。坚持以先进的科学技术为导向，以生产实践为基础，向世界先进水平靠近、不迁就保护落后，结合我国煤矿技术水平、装备水平的实际情况，坚持改革开放、不断探索，具有权威、科学、实用、全面和可操作性的特点。是煤矿必须遵守的法定规程，具有不容置疑的法律地位。煤矿安全规程制定的目的，是保障煤矿安全生产和职工人身安全，防止煤矿事故。其意义就是规范煤矿工作，加强管理和监察执法，遏制重大、特大事故，保护职工安全和健康，保证和促进我国煤炭工业健康发展和煤矿安全状况稳定好转，为国家步入小康社会做出应有的贡献。 2、煤矿安全规程的主要内容 煤矿安全规程共有四编751条。第一编总则，规定煤矿必须遵守有关安全生产的法律法规，规章规程、标准和技术规范，建立各类人员安全生产责任制；明确职工有权停止违章作业、拒绝违章指挥；第二编井工部分，规定开采、“一通三防”管理、提升运输、机电管理，以及爆破作业涉及的安全生产行为标准；第三编露天部分，规范了采剥、运输、排土、滑坡和水火防治、电气及设备检修标准；第四编职业危害，规定必须做好职业危害的防治与管理工作和职业卫生劳动保护工作，使职工健康得到保护。该煤矿安全规程为第七次修订本，是我国煤矿安全管理方面最全面、最具体、最权威的一部基本规程，是国家有关法律和法规的具体化。 三、生产过程中常见的违法行为及法律责任 1、主要法律概念 （1）违法：是指行为人不履行法定义务或者做出法律禁止的行为。 （2）法律责任：是指违法者对其违法行为承担的具有强制性的法律后果。可分为民事责任、行政责任和刑事责任。 （3）法律制裁：是指由国家机关对违法者依其所应付的法律责任实施的惩罚性强制措施。 2、瓦斯检查工常见的违法行为及法律责任 （1）违法行为的民事、行政责任 瓦斯检查工在生产过程中，发现事故预兆及险情，不采取任何措施，又不及时报告，违章作业，影响安全生产，造成经济损失的，应追究当事人或肇事者的责任。对具有上述行为的瓦斯检查工，经批评教育后仍不改正，应根据其影响安全程度，造成经济损失的大小，追究其行政或经济的责任，给予行政处分（如记过、降级、撤职、留用察看、开除等）或经济处罚，或行政与经济并处。 （2）违法行为的刑事责任 重大责任事故罪：由于不服管理，违反规章制度，或者强令工人违章冒险作业，因而发生重大伤亡事故，造成严重后果的，处3年以下有期徒刑或者拘役；情节特别恶劣的，处3年以上7年以下有期徒刑。如瓦斯检查工明知瓦斯超限，仍然进行违章作业，造成人员重大伤亡，构成重大责任事故罪。 危险物品肇事罪：刑法第136条规定，违反爆炸性、易燃性、放射性、毒害性、腐蚀性物品的管理规定，在生产、储存、运输、使用中发生重大事故，造成严重后果，危害公共安全行为。处3年以上7年以下有期徒刑。思考题1、煤矿安全生产方针的内容是什么?2、煤矿安全生产方针制定的依据是什么?3、贯彻煤矿安全生产方针的措施有哪些?4、安全生产法立法目的是什么?5、安全生产法规定从业人员的安全生产权利和义务有哪些?6、矿山安全法的立法目的是什么?7、煤炭法的立法目的是什么?8、煤矿安全监条例有哪些作用?9、煤矿安全规程的作用是什么?10、重大责任事故罪有哪些主要特征?第二章 常用的安全仪器仪表第一节 光干涉甲烷测定仪一、 仪器简述；（一）光干涉甲烷测定仪是利用光波干涉原理，能够准确迅速地测定矿井作业场所的甲烷、二氧化碳等有毒有害气体的一种便携式瓦斯监测仪器。 仪器的防爆型式：矿用本质安全型，防爆标志为Exib ；防护等级为P54.。 （二）使用环境条件： 温度 -10 40 ； 大气压力 86 106Kpa；相对湿度 98%HR（25 时） 仪器的工作电压：1.5V；仪器的工作电流：750mA（三）我集团公司使用的光干涉甲烷测定仪的型号主要有一下几种，其基本原理一致，都是日本理研-18型的翻版。 1、AQG-1型 2、AQG-2型 （干涉条纹的位置与1型不同） 3、GWJ-1A 4、GWJ-2型 （测量范围0100% CH4 ） （四）仪器的型号极其代表意义： 二、光干涉甲烷测定仪的构造： （一）仪器由以下三部分组成1、电路部分：（电珠、微动开关、电池、连接件等） 2、气路部分：（气球组、气室组、吸收管组、气嘴连接胶管等） 3、光路部分：（聚光镜、平面镜、折光棱镜组、反射棱镜组、物镜 组、测微组、目镜组等） （二）仪器的构造图 1目镜；2主调螺旋；3调螺旋；4吸气孔；5进气孔；6微读数观察窗；7微读数电门；8光源电门；9水分吸收管；10吸气橡皮球；11二氧化碳吸收管；12干电池；13光源盖；14目镜盖；15主调螺旋盖；16、17光栅；18聚光镜；19光屏；20平行平面镜；21平面玻璃；22气室；23反射棱镜；24折射棱镜；25物镜；26测微玻璃；27分划板；28场镜；29目镜保护盖；30毛细管现将其主要部分分述如下：1.电源、照明装置组：是仪器产生干涉条纹的光源部。电源采用1号普 通干电池一节，电池规格、型号为R20C，每节额定电压为1.5V。光源 灯泡为特殊制作，其额定电压为1.35V，发光亮度为1.8Lm。最大开路 电压：1.7V，最大短路电流：5.2A。 2.聚光镜组：聚光镜和镜座用虫胶胶牢，该镜用以汇集由光源发出光， 以增强其亮度。 3.平面镜组：平面镜组：是产生光的干涉的重要部件。光线经过此件后 分裂为二。由于镜座的作用，该镜向后倾斜约55 ，以得到所需的干涉条 纹宽度（一条条纹到另一条条纹间的距离）。通过聚光镜的光线以45交角射向平面镜。4.折光棱镜组：也是产生光的折射的重要组件，将光线经两次90反射 后折回到平面镜。固定方法与平面镜相同，改变后要导致干涉条纹的倾 斜或宽度改变。 5.反射棱镜组：将光线做90转向，并且当转动粗动螺杆作上下调节时 能移动干涉条纹。棱镜用压板紧固在底座下。底座通过弹簧片与仪器本 体连接。当棱镜变位时，会使干涉条纹不明或消失。在携带或使用过程 中为了防止粗动螺杆的变位而引起条纹的移动，应用护盖盖上。 6.物镜组：物镜是干涉成像组件，物镜筒和镜片应用顶丝固定。其上的 光栏用以改善干涉条纹的清晰度。调节物镜筒前后距离可使干涉条纹在 分划板上成像清晰。7.测微组：当转动测微手轮时，因齿轮带动了刻度盘和测微螺杆转动， 螺杆推动测微玻璃座，座上有测微玻璃用虫胶胶牢，它的偏转产生光纤 的偏折，使干涉条纹移动。刻度盘一格相当于0.02%。当刻度盘转动50格 （全部刻度）时，干涉条纹在分划板上的移动量应为1%，否则应移动连 接座进行调整。8.目镜组：起放大作用，便于观察。可旋转保护玻璃框来调节视度，使 看到的条纹及刻度线清晰明显。为了保护目镜，其上带有目镜罩。9.吸收管组：在它里面所装的药品因各矿井的情况不同而可以不同。为作二 氧化碳和甲烷（也称“瓦斯”）两种气体的测量，且要求变换迅速方便，则 最好在附加吸收管（长的）内装碱石灰（苏达石灰）用来吸收二氧化碳，在 短的吸收管内装氯化钙用来吸收水蒸汽。这种装法的缺点是当有较多的水蒸 汽时，会引起钠石灰的潮解而降低能效。因此应经常注意更换药品。 如果主要作甲烷测量，且水蒸汽大，则最好在长管内装氯化钙，在短管内装 钠石灰。如果水蒸汽不大，甚至可以不用长管，而在短管的上半部装氯化钙 ，下半部装钠石灰等等。 10.气室组：是测定气体的主要部分，共分三格（图3）。两侧的小格称为空 气室，中间的大格称为气样室。各室的两端上侧有弯曲的紫铜管用以连接橡 皮管。对气室的基本要求是：空气室和气样室各不漏气及相互间不串气。由 于构造的不同，有的气室两个空气室是不沟通的，有的是沟通的。但这对性 能没有影响，都可以使用。 管1接橡皮堵头，3和4用橡皮管相连，管6接盘形管。盘形管的作用是自动平衡气压变化（使空气室和大气沟通，和气样室具有相同的气压）和减少气体扩散作用的影响。因仪器在矿井下使用时，污浊空气可能逐渐渗入空气室，影响测定结果（使测定结果偏低）。因此必须定期拆出橡皮堵头和盘形管，用新鲜空气清洗盘形管和空气室。管2和5各为气样的进口与出口。在气室的两端用粘合剂把平行玻璃板与气样室粘合，以防止外面气体侵入或气样室与空气室相互串气而影响测量的准确性。由于通过气室的气体不清洁，水蒸气、灰尘和药品的小颗粒等侵入气室，容易附着于平行玻璃上，影响干涉条纹的清晰，因此在平行玻璃板不洁或气室漏气时应拆卸检修。 气室的长短决定了仪器的量程和精度。气室长的测量精度高，量程小。AQG-1量程010%，气室长度为120毫米；GWJ-2量程为0100%，气室长度为24毫米；11.按钮组：本仪器共有两个按钮，上面一个用来控制测微读 数部分的照明电路，下面一个用来控制干涉系统的照明电路。 12.气球组：它是抽取被测气体的动力源。它以负压的形式通过吸收管、 气嘴等气路连接部分排出原来瓦斯室内的空气，抽取被测场所中的含瓦斯的空气。 思考题 1.瓦斯机是由哪几部分组成的？ 2.各组件的作用是什么？ 三、光干涉甲烷测定仪基本原理（一）光传播的基本特点： 1、光速是极限速度，在真空中其速度为 万公里 2、光在同一均匀的介质中做直线运动。 3、光的传播速度与所传播介质的疏密程度有关。 4、光的传播过程中遇到其他介质其传播方向会发生变化，产生反射或者折射现象。 （1）光的反射 如光在空气传播过程中，遇到了另外一种物质（如水、玻璃等）它会在其界面上改变传播方向，又返回到空气中，这种光在两种物质分界面上，改变传播方向又回到原来物质中的现象就是光的反射。如图：1 （2）光的折射 一束光从空气中斜射到水、玻璃时，一部分返回到空气中，这部分称为反射光，另一部分进入水、玻璃中，同时其传播方向 发生了变化，这种现象就称为光的折射。如图：2 图一 光的反射定律： 图二 光的折射特点： （二）光的干涉现象：1、光波如水波一样一起一伏向四周传播，通常人的眼睛看不到。如果两列光相遇， 波峰与波谷相互抵消，波峰与波峰，波谷与波谷相遇，光波相互增强。两束光相 遇所产生的这种现象，叫做光干涉。图3 相消现象条纹变暗 相长现象条纹明亮2、光干涉必须满足以下条件：a.振动方向一致；b.频率相同；c.相位差恒定（保持 不变）。这种光源称之为相干光源。 3、光干涉现象是1807年英国物理学家托马斯.杨首先观察到的。大家知道只有从相干光源发出的两列光波相遇，才会产生干涉现象。实际生活中这样的光源是不容 易的。就是两个完全相同的灯泡，同时发光，在它们所照亮的区域内，也看不到 干涉现象。托马斯.杨巧妙地利用了同一光源发出的光，用人为的方法分成两束， 这样就满足了光干涉所要具备的相同频率和恒定的相位差的条件，使得这两束光 相遇，产生了干涉现象。其实验方法如图4（三）折射率与光程为了进一步了解光的干涉产生的原因，还要引入折射率与光程的概念。1、 折射率：某一物质的折射率=光在真空中的传播速度光在该物质中的传速度。2、光程：光程=光线所走过的路程光所通过物质的折射率。3、光程差：从以上两式可以看出：如果两列光波通过的路程长短不同，或是通过的物质不同，或是通过的路程和物质都不同,光程都可能不同。两列光波光程长短的差异，叫做光程差。两列光波有了光程差，这就是产生光波干涉的原因光两列光波的光程差 = （n1/2）时，产生暗条纹; 当两列光波的光程差n = 时，产生亮条纹;公式中：n整数，如1、2、3、等： 波长。如使用的为白色光源，因白色是各种单色的混光合，而各种单色光具有不同的波长，故在一定的路程内，各色光的程差不同，所以所产生的干涉形成了彩色条纹。光干涉甲烷测定仪就是利用了光的反射、折射原理，由一束光通过不同的光学镜片，将其变成两束频率相同、相位差恒定的干涉光源，这两束光源通过的物质不同，从而形成了光程差，达到了相互干涉的结果。（四）光干涉甲烷测定仪光学系统图： 1、 光学系统图： (1)光源；(2)光栏片；(3)聚光镜；(4)平行玻璃；(5)折光棱镜；(6_反射棱镜；(7)物镜；(8)测微玻璃；(9)分划板；(10)场镜；(11)目镜；(12)目镜保护玻璃2、 光干涉甲烷测定仪光流程： 光源1发出一束白光，经光栅2和透镜3，射到平面镜4。平面镜使光束分成两部分：一部分自平面镜的a点反射，经右空气室、折光棱镜和左空气室回到平行平面镜，再经镜底反射到镜面的b点；另一部分光在a点这射进入到平面镜底，经镜底反射，镜面反射，往返通过瓦斯室也到达平面镜，于b点反射后与第一束光一同进入反射三棱镜6，再经90 反射进入望远镜。由于平面镜的反射和折射作用产生了两列光束。而这两列光束的光程有不同，因而物镜7的焦面上就产生了白色光特有的干涉条纹光谱。通过目镜11可以清晰地看到有2条黑条纹和若干彩色条纹组成的光谱。 3、说明：两束光在b点平行重合时由于平面镜和折光棱镜之间存在着55的交角，因此两束光之间是有微小距离的。 （五）光干涉甲烷测定仪的工作原理：1、光通过气体介质的折射率与气体的密度有关。如果以空气室和瓦斯室都充入同样密度的新鲜空气时产生的干涉条纹为基准，那么， 当以瓦斯来置换瓦斯室的空气或改变其某一室的温度和压力时，则因为气体的密度不同，引起折射率的变化，从而产生了光程差，使使干涉条纹发生位移。 若瓦斯室与气室的温度和压力保持相同，那么干涉条纹的位移距离就与被测气体的浓度成正比，从分划板的刻度尺上就可读出位移的距离，读数值就表示被测气体的浓度。这就是光干涉甲烷测定仪的工作原理。 2、说明：当某一支光路由于气体化学成分、温度、压力改变而引起的两束光的光程差的改变，只能引起干涉条纹的位移，而不会引起干涉条纹的宽窄变化。 （六）干涉条纹的宽度调整： 本仪器干涉条纹的宽度是平面镜和折光棱镜的反射面的交角 决定的。其 值越小，干涉条纹就越宽； 值越大，干涉条纹就越越窄。因此改变平面镜和折光棱镜其中的任何一个镜片的反射面的交角 都可以改变干涉条纹宽度。但因为仪器对折光棱镜的安装要求特别严格，通常的情况下，我们采用改变平面镜的倾角来调整条纹的宽度。（后倾越大条纹越窄，后倾越小条纹越宽. 在1 内可调）（七）思考题1.何为相干光源？ 2.何为光程差？ 3.平面镜是怎么样把一束光变为两束相干光源的？ 4.光干涉甲烷测定仪的工作原理。 5.如何改变干涉条纹的宽度？ 四、仪器的使用仪器的准确程度，除了仪器本身的精度决定以外，能否正确使用仪器也是主 要条件之一。简要介绍几个主要方面： （一）使用前的检查 1、外观检查： （1）仪器的外观不得有影响井下防爆要求或者影响测量的破损、变形。 （2）仪器必须要有“三一标志证”和计量合格证。 （3）仪器的外露各个部件要齐全、完整，转动灵活。不得有卡滞现象。 （4）开关按钮是否灵活可靠，灯泡是否明亮。 2、药品的检查： （1）变色硅胶或的检查。（正常为蓝色）不得有变色现象，否则要及时更换。 （2）钠石灰的检查。A 颗粒检查（颗粒应在3 5毫米）b颜色检查（正常的呈粉红色）颗粒达不到要求，或者变色的要及时更换。 3、气密检查：气路不得漏气（包括内漏、外漏）。 （1）检查各胶管有无破损，气球本身是否漏气，吸收管等。（用手压等检查方法） （2）用仪器检查漏气方法：在气样入口与出口处加上700毫米水柱的压差，在1分钟内若 水柱读数不下降，说明不漏气。否则说明有内漏或者气室串气现象。4、仪器使用电池要按照说明书规定的型号，严禁使用可充电电池代替。井下使用必须使用动物皮套，严禁使用人造革机套。5、干涉条纹的检查：干涉条纹必须清晰明亮，视场要宽阔。0前10%后，没有阴影，调节时没有急跳、卡滞、变形现象。转动读数鼓一周，干涉条纹移动1%。黑色条纹调整在0中央时，第五道条纹要压在分划板7%处，两条黑色干涉条纹的距离为1.75%；（AQG-2型第五道条纹要压在分划板8.5%处，GWJ-2高浓瓦斯机第五道条纹要压在分划板70%处）（二）仪器的使用： 1、清洗空气室：在测定前必须在使用地区附近温度、压力、湿度相近的新 鲜空气清洗气室。理由是不同的温度、压力、湿度的气体折射率是不同的：气象 条件相差太大会引起测量误差。另外仪器对温度变化比较敏感，其变化会引起 “跑正”或者“跑负”现象。 2、仪器调零：旋动读数鼓归零，旋动调节手轮，从两条黑色条纹中任选一条对 准分划板中的零中线，做为基准。然后轻轻旋好护盖，以免零位变动。 3、测定：测定时，手握气球5-6次，使被测气体缓缓均匀、充分地进入瓦斯室 后，再从目镜中读数。先读出干涉条纹在分划板上的移动数，假如条纹移动了2-3%之间则读2%，然后测微手轮，把对零时所选的那根条纹退到2%处，接着按着测微照明电路按钮读出刻度盘上的读数。如果小数在0.24%与0.26%之间，可读为0.25%，测定数值为2%+0.25%=2.25%测定甲烷时，应在被测地点的上部：因为甲烷的比重为空气的小。（甲烷的比重为空气的0.554，二氧化碳是空气的1.517）测量二氧化碳时应在下部，测得混合气体后减去该处的甲烷浓度0.955,即为该 处的二氧化碳浓度。 4、甲烷的精密测定：精密测定应对气压、温度的差别进行修正，因为该仪器是在大气压力101325Pa，温度20 时设计的，因此在实际使用中要加以修正。其表达式为： 式中 X =仪器的示值浓度 X =真实的甲烷浓度 P=被测地点的大气压力（Pa） T =被测地点的绝对温度（ + ） 293=20 时绝对常温 或者用公式 K =345. 8 T/( PK)式中K= 真实的甲烷浓度K = 仪器示值浓度T = 被测地点的绝对温度（273+测定温度）P = 被测地点的大气压力（Pa）例如某作业场所气压为102664Pa，温度为30 ，仪器测得甲烷浓度为3%。试问该作 业场所甲烷真实浓度是多少?代入公式。结果为3.062% 从以上的计算中可以看到压力、温度对仪器测量的影响程度。5、气体的折射率与测定（1）对被测定的气体，必须要知道光在该气体的折射率，但气室内所吸入 的测定气体的折射率，必须比在空气室内的折射率大，否则，干涉条纹 向反方向移动，形成负值。以上测定的读数，并不是被测定气体的实际 浓度，必须按下面的公式进行换算。在空气中测定浓度10%以下的其它 气体时，换算系数按下式求得。 几种气体的折射率气体类别折射率0度760毫米汞柱与空气折射率之差折射20度760毫米汞柱与空气折射率之差二氧化碳1.0004471551.000418148新鲜空气1.00029201.0002720甲烷1.0004401481.000411139氢气1.000143-1491.000129-143一氧化碳1.0003351051.00031139根据表内数据二氧化碳换算系数应为： 如测二氧化碳的浓度读数为0.45%，则实际浓度为0.450.955=0.43% （2）假如测定气体的折射率比空气折射率小，换算系数为负值，干涉条纹相反方向移动，在这种情况下，可将气室的胶管调换，气样室换成空气室。例证： 测定氢气，对调气室胶管，并用吸收剂吸收掉混入的其他气体后，读数为2.25%，氢气的折射率为1.000143，那么其实际浓度则为 光干涉甲烷测定在严重缺氧的情况下（盲巷、老洞子）所测到的甲烷示值要比实际甲烷含量大，因此只能作为参考浓度，需要取样用色谱仪化验分析。6、思考题：（1）折射率对气体测定的影响。 （2）怎么样正确测定甲烷和二氧化碳气体？ （3）光干涉甲烷测定仪只能测定甲烷和二氧化碳吗，为什么？ 五 光干涉甲烷测定仪维修与校验（一）常见故障 1、测量值偏小：主要原因是气路漏气。应检查气路相关联的气球组、吸收管、 连胶接管、气嘴、气室漏气、串气等，加以排除。干涉条纹宽度不符合要求。2、测量值偏大：主要原因，是化学试剂颗粒过大或者失效，造成不能完全吸收；盘形管堵塞；氧气含量小，折射率发生了严重变化。 干涉条纹宽度不符合要求。在进入第二个场所时，没有重新调零换气，两地环境条件差别太大。要求根据检查结果采取相应的方法解决3、条纹模糊不清。主要原因温差大使镜片产生雾状； 光源接触不 良、电压不足； 光学镜片有瑕疵、灰尘； 灯泡、光学镜片有位移现 象。应针对不同情况采取不