专业解析：井下烟雾传感器报警阈值与标准

煤矿井下火灾是破坏性最强、处置窗口最短的事故类型之一。与瓦斯或粉尘爆炸相比，火灾早期不易察觉，但一旦发展，会迅速破坏通风系统并引发次生事故。

烟雾是矿井火灾最早、最稳定、最具识别价值的物理特征之一。因此，井下烟雾传感器及其报警阈值设置，是矿山安全监测系统中的关键技术环节。

Nexisense 长期服务于矿山安全工业传感领域，积累了丰富的工程应用、阈值设定与系统联动经验。本文围绕标准、原理与工程应用，对井下烟雾传感器报警阈值进行系统解析。

井下烟雾传感器报警阈值的标准依据

井下烟雾传感器并非普通消防设备，其报警参数需同时满足煤矿专用安全规范与现场复杂工况适应性。主要参考技术体系包括：

• 《煤矿安全规程》

• 煤矿安全监控系统相关 AQ 系列标准

• 矿用传感器 MT/T 行业技术规范

• 企业级工程应用与验证标准

不同技术路线的典型报警阈值范围

常见井下烟雾传感器包括离子式、光电式和激光散射式，其报警灵敏度与响应速度存在明显差异：

• 离子式烟雾传感器：报警阈值 0.1–0.3 dB/m，响应时间 ≤30 s

• 光电式烟雾传感器：报警阈值 0.05–0.2 dB/m，响应时间 ≤15 s

• 激光散射式烟雾传感器：报警阈值 0.02–0.1 dB/m，响应时间约 10 s

灵敏度越高，有利于火灾早期识别，但对粉尘和水雾干扰的处理要求也更高。

不同井下场景的报警阈值设置逻辑

矿井环境复杂，统一阈值无法兼顾安全性与误报率。阈值应根据烟雾产生机理和背景干扰进行分区设置。

皮带输送机巷道

• 来源：皮带摩擦、滚筒异常发热（高风险火源）

• 推荐阈值：0.08–0.12 dB/m

  

• 设置原则：早期识别摩擦起火，避免粉尘误报频繁

机电及变电硐室

• 来源：电气设备密集，电缆过热或短路产生烟雾

• 推荐阈值：0.05–0.08 dB/m

• 设置重点：提前识别绝缘老化或电气故障，并与温度、电流监测互证

采掘工作面

• 来源：粉尘浓度高，背景干扰复杂

• 推荐阈值：0.1–0.15 dB/m

• 工程原则：适当提高阈值，更关注趋势变化而非瞬时值

井下烟雾传感器报警触发机制

浓度阈值触发逻辑

• 为避免瞬时干扰误报警，传感器通常采用时间+浓度组合判据：

• 烟雾浓度持续 5 s 超过阈值 → 触发一级报警

• 烟雾浓度持续 10 s 超过阈值的 150% → 触发二级紧急报警

• 该设计兼顾灵敏度与稳定性

趋势型预警机制

• 除了固定阈值，趋势报警对早期火灾预警非常重要：

• 烟雾浓度 30 s 内上升速率超过 0.05 dB/m/s，即使未达到绝对阈值，也可提前发出预警

• 适用于电缆阴燃或设备缓慢过热等早期故障场景

Nexisense 矿用烟雾传感器的工程特性

• 粉尘识别算法：通过粒径分布与变化特征区分烟雾与粉尘

• 湿度补偿机制：降低高湿环境中水雾对光学检测影响

• 多级报警输出：支持声光提示、设备联动、系统上传等方式

• 标准化信号接口：兼容 4–20mA、RS485 矿用监控系统

安装规范与报警处置流程

典型安装位置

• 皮带输送机：驱动滚筒下风侧 10–15 m

• 机电设备附近：距设备 1.5–2 m，高度 1.2–1.5 m

• 主巷道与回风巷：每 200 m 设置 1 台传感器

报警后的标准响应流程

• 系统定位报警点

• 自动或人工停止相关设备

• 派员现场核查

• 排除隐患后手动复位

• 规范流程可防止小隐患演变为大事故

常见问题解答（FAQ）

• 为什么粉尘大会引起误报警？粉尘与烟雾光学特性相似，粒子特征分析与趋势识别可降低误报率

  

• 报警阈值越低是否越安全？阈值过低可能导致频繁误报，应结合场景合理设定

• 井下烟雾传感器是否需定期校验？需要，即使是稳定型光学或激光传感器，也应按矿井管理制度周期性检查

总结

井下烟雾传感器报警阈值不是简单数值，而是标准要求、火灾机理和现场工况平衡的结果。通过科学阈值设置、趋势预警和规范安装，烟雾监测系统能在火灾萌芽阶段提供关键时间窗口，为矿井安全赢得主动权。

随着煤矿安全从“事后处置”向“过程预防”转变，高可靠烟雾监测已成为现代矿山的基础能力之一。