煤炭的有效开采为我国提供了大量的一次性能源,但在开采过程中频发的瓦斯爆炸事故却严重损害了国家的财产安全,严重威胁了矿工的生命健康。矿井瓦斯的主要气体成分是CH₄、H₂和CO,它们的存在为瓦斯爆炸和中毒带来了隐患。因此,在煤炭生产过程中,做好瓦斯气体的实时在线监测工作是预防瓦斯爆炸及中毒事故至关重要的环节,对实现煤矿安全生产、保护矿工人身安全有着迫切的现实意义和长远的社会经济效益。为实现基于二硫化钼（MoS₂）气敏传感阵列协同智能识别算法的高精度矿井瓦斯定量检测系统,本文主要开展了以下研究工作:首先,采用水热法合成出金属氧化物（MOx）及MoS₂纳米材料,并基于两步水热路线和自组装技术制备出MOx和贵金属双重修饰的二硫化钼气敏传感器件,同时利用XRD、SEM、TEM以及其他表征技术对气敏薄膜的表面形貌、微观结构、孔径大小等特征进行了观察分析。其次,从动态切换响应、响应/恢复时间、重复性、稳定性、选择性等方面依次研究了Pd-SnO₂/MoS₂、Ag-ZnO/MoS₂、Pt-Co₃O₄/MoS₂薄膜传感器对H₂、CO、CH₄的气敏性能,并基于异质结的能带结构、薄膜间的电荷转移、敏感材料的理化特性以及贵金属的催化作用等角度,揭示了三元复合薄膜对相应待测气体的敏感响应机理。再者,筛选出高性能的传感器件构筑了二硫化钼基气敏传感阵列,获取并探讨了矿井瓦斯多组分气体环境下的交叉敏感响应。最后,采用遗传算法优化智能模型的方法构建了GA-BP、GA-RBF、GA-LSSVM三种算法模型,实现了对矿井瓦斯气体组分的识别及浓度的定量预测,同时根据模型性能评价结果可知,GA-LSSVM模型在矿井瓦斯快速、高精度检测方面取得最为突出的优势。本文将“新材料-新器件-新技术-新应用”作为研究路线,探索了纳米修饰二硫化钼传感器件的瓦斯气体敏感特性,并基于气敏传感阵列融合智能数据处理技术实现了矿井瓦斯气体的定量预测,为研制新型矿井瓦斯实时在线监测装置提供了重要的理论指导与工程参考,对预防瓦斯爆炸事故、推动采矿业的安全运行具有重要的现实意义。