矿井瓦斯、矿井火灾、矿尘、矿井水灾、矿井顶板是影响煤矿安全生产的五大灾害,红外热成像仪对于此方面的应用便应运而生。
但是由于井下环境条件较为复杂,影响因素较多,监测起来也不是特别便利,煤矿井下温度是常温,电器设备故障和煤自燃等产生的热量传导到被测物表面,大多低于100℃。矿井下被测物的发射率大多在0.95左右,经计算被测物波长在7-10μm。井下除空气外,还有较大的水蒸气、甲烷、粉尘,并且含量在随时变化,对于红外辐射的吸收和散射影响较大。
所以,在井下使用红外设备的话除要有较好的稳定性外,要有较高的灵敏度,还要选取适合的波段,一般选取3-5μm和8-14μm。井下粉尘、水汽较多,对于红外仪器的危害也比较大,易侵入仪器内部,对电子线路造成损害,也较易在光学系统窗口堆积,影响仪器的正常使用,所以井下红外设备一般要选取合适的护罩以保护设备,并且仪器设备整体须符合防爆要求。
井下用红外设备可直接监测供电设备与电路,根据其温度变化 来判断电气故障。当电缆受潮时,受潮处绝缘电阻降低;受损伤时,电缆截面变小,电流流过受损受潮处时产生热量,使故障点温度偏高。是用热像仪可依据温度的变化直接找出故障点。带式输送机利用长长的运输带将原煤从采煤作业面输送到井底煤仓,过程中输送带可能会与石块等硬物摩擦,使输送带和输送机温度不断升高,此时可利用红外设备找出摩擦点。
顶板事故是危害煤矿安全的五大灾害之一,对于顶板的管理大多采用埋应力盒直接接触顶板的方式。根据松动、破碎的岩石与岩石母体间存在着温差的原理,使用红外测温设备对顶板进行测温,通过检测到的温度来判断顶板的离层和破碎情况。