一种煤矿采空区温度监测预警系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种煤矿采空区温度监测预警系统，包括井下工业环网和设置在地面上的地面监控计算机，均接入井下工业环网的第一光端机和第二光端机，以及铺设在煤矿采空区的第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤；地面监控计算机接入井下工业环网，第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤均呈方波形铺设在煤矿采空区，且第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤以煤矿采空区的中心线为对称轴呈对称铺设，煤矿进风巷内设置有第一矿用光纤测温主机，煤矿回风巷内设置有第二矿用光纤测温主机。本实用新型专利技术的温度采集范围广，可靠性高，信号传输距离远，监测精度高，能够实现整个采空区的温度连续监测，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于煤矿安全
，具体涉及一种煤矿采空区温度监测预警系统。
技术介绍
随着社会的发展进步和科技的日新月异，煤矿机械化程度大幅度提高，开采深度不断增加，开采速度日益加快，且综采工作面浮煤厚度大，造成采空区面积不断扩大，冒落高度不断增大，导致采空区内煤自然发火事故频发。煤自燃灾害一旦发生，由于火源的隐蔽性和不确定性将给防灭火工作造成极大的困难，而综采工作面设备先进，产量大，采空区自燃的发生势必会造成巨大的经济损失，甚至诱发瓦斯、煤尘爆炸或烟雾蔓延等灾害，酿成人员伤亡事故。可见，防治采空区煤自燃是保证我国煤矿安全高效生产与发展的重要保障。是否能够对釆空区内部进行实时监控，对温度异常点的位置进行准确定位，是决定能否及时采取预防措施，防止火灾发生的关键。因此，煤炭自燃早期对采空区进行实时监测是防灭火工作的重要环节。目前，我国煤自燃监测的技术主要有：指标气体分析法、示踪气体法、电式传感器测温法及热红外测温法等。它们的不足之处显而易见，共性是不能实现连续监测，只能监测到特定点的温度，很有可能漏掉故障隐患。指标气体分析法需要全天候采集、分析采空区气体，劳动强度大，耗费人力物力。能够满足失踪气体法的失踪物质非常少，目前这种方法多以实验室研究为主，真正煤矿应用较少。电式传感器测温法主要采用的传感器包括热敏电阻传感器和热电偶传感器，它们都是应用热电效应进行温度测量，传输的信号是电信号，且传输距离短，因此对环境比较敏感，抗干扰能力较弱，可靠性较低，周围环境的好坏直接影响测温结果；同时，传感器需要电源供电，采空区内环境复杂，存在安全隐患较多。热红外测温法只能探测出物体表面与仪器垂直物体的温度，采空区复杂环境对测量结果影响很大，并且红外温度传感器的火灾预警系统造价昂贵，不易推广。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿采空区分布式光纤温度监测预警系统，其温度采集范围广，可靠性高，信号传输距离远，监测精度高，能够实现整个采空区的温度连续监测，实用性强，使用效果好，便于推广使用。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：一种煤矿采空区温度监测预警系统，其特征在于：包括井下工业环网和设置在地面上的地面监控计算机，均接入井下工业环网且用于将光信号转换为电信号的第一光端机和第二光端机，以及铺设在煤矿采空区的第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤；所述地面监控计算机接入井下工业环网，所述第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤均呈方波形铺设在煤矿采空区，且第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤以煤矿采空区的中心线为对称轴呈对称铺设，所述煤矿进风巷内设置有第一矿用光纤测温主机，所述煤矿回风巷内设置有第二矿用光纤测温主机，所述第一矿用感温光纤沿煤矿进风巷的底板和煤壁交界线或与该交界线平行的方向从采煤工作面的上端头铺设出煤矿采空区并接入第一矿用光纤测温主机，所述第一矿用光纤测温主机通过第一矿用通讯光纤与第一光端机连接，所述第二矿用感温光纤沿煤矿回风巷的底板和煤壁交界线或与该交界线平行的方向从采煤工作面的下端头铺设出煤矿采空区并接入第二矿用光纤测温主机，所述第二矿用光纤测温主机通过第二矿用通讯光纤与第二光端机连接。上述的一种煤矿采空区温度监测预警系统，其特征在于：所述第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤均为分布式铠装光缆。上述的一种煤矿采空区温度监测预警系统，其特征在于：所述第一矿用感温光纤与第二矿用感温光纤在煤矿采空区的中心线附近距离最近的位置处的距离为10m～15m。上述的一种煤矿采空区温度监测预警系统，其特征在于：所述煤矿采空区中在与采煤工作面平行的方向上相邻铺设的第一矿用感温光纤之间的距离和相邻铺设的第二矿用感温光纤之间的距离相等且均为15m～20m。上述的一种煤矿采空区温度监测预警系统，其特征在于：所述煤矿采空区中第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤在沿采煤工作面垂直方向铺设时均悬挂在用于支撑采煤工作面顶板的液压支架上。本技术与现有技术相比具有以下优点：1、本技术在煤矿采空区采用了矿用感温光纤的方形波铺设方法，并以煤矿采空区的中心线为对称轴进行对称铺设，铺设方法简单易行，实现了整个煤矿采空区温度场的连接监测，监测范围广。2、本技术的第一矿用感温光纤和第二矿用感温光纤均采用了分布式铠装光缆，分布式铠装光缆内部有不锈钢保护管和抗拉钢丝网保护光纤不受损害，外护套为高性能的低烟无卤素阻燃热塑型材料，具有抗砸、抗拉能力好、防燃防爆、抗腐蚀、耐高温高热、便于施工布放、热渗透快，测温响应迅速等优点；通过矿用感温光纤进行温度信号的采集和传输，采集范围广、覆盖面大、信号传输距离远、安全稳定可靠，相对大量点式传感器，可实现温度数据和位置信息的在线实时测量、灾情监测和预警预报，获取信息的单位成本大大降低。3、本技术采用分布式光纤实现采煤工作面采空区温度场的在线监测，通过对监测到的数据进行后续处理，能够实现采空区煤自燃火灾的分级预警和发火位置的判定，对矿井防灭火工作具有重要的指导作用，能够有效保障矿井的安全高效生产与发展。4、本技术的实用性强，使用效果好，便于推广使用。综上所述，本技术的温度采集范围广，可靠性高，信号传输距离远，监测精度高，能够实现整个采空区的温度连续监测，实用性强，使用效果好，便于推广使用。下面通过附图和实施例，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本技术煤矿采空区分布式光纤温度监测预警系统的结构示意图。附图标记说明:1—地面监控计算机；2—井下工业环网；3-1—第一光端机；3-2—第一矿用通讯光纤；3-3—第一矿用光纤测温主机；3-4—第一矿用感温光纤；4-1—第二光端机；4-2—第二矿用通讯光纤；4-3—第二矿用光纤测温主机；4-4—第二矿用感温光纤；5—采煤工作面；6—煤矿采空区；7—煤矿进风巷；8—煤矿回风巷。具体实施方式如图1所示，本技术的煤矿采空区分布式光纤温度监测预警系统，包括井下工业环网2和设置在地面上的地面监控计算机1，均接入井下工业环网2且用于将光信号转换为电信号的第一光端机3-1和第二光端机4-1，以及铺设在煤矿采空区6的第一矿用感温光纤3-4和第二矿用感温光纤4-4；所述地面监控计算机1接入井下工业环网2，所述第一矿用感温光纤3-4和第二矿用感温光纤4-4均呈方波形铺设在煤矿采空区6，且第一矿用感温光纤3-4和第二矿用感温光纤4-4以煤矿采空区6的中心线为对称轴呈对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤矿采空区温度监测预警系统，其特征在于：包括井下工业环网(2)和设置在地面上的地面监控计算机(1)，均接入井下工业环网(2)且用于将光信号转换为电信号的第一光端机(3‑1)和第二光端机(4‑1)，以及铺设在煤矿采空区(6)的第一矿用感温光纤(3‑4)和第二矿用感温光纤(4‑4)；所述地面监控计算机(1)接入井下工业环网(2)，所述第一矿用感温光纤(3‑4)和第二矿用感温光纤(4‑4)均呈方波形铺设在煤矿采空区(6)，且第一矿用感温光纤(3‑4)和第二矿用感温光纤(4‑4)以煤矿采空区(6)的中心线为对称轴呈对称铺设，所述煤矿进风巷(7)内设置有第一矿用光纤测温主机(3‑3)，所述煤矿回风巷(8)内设置有第二矿用光纤测温主机(4‑3)，所述第一矿用感温光纤(3‑4)沿煤矿进风巷(7)的底板和煤壁交界线或与该交界线平行的方向从采煤工作面(5)的上端头铺设出煤矿采空区(6)并接入第一矿用光纤测温主机(3‑3)，所述第一矿用光纤测温主机(3‑3)通过第一矿用通讯光纤(3‑2)与第一光端机(3‑1)连接，所述第二矿用感温光纤(4‑4)沿煤矿回风巷(8)的底板和煤壁交界线或与该交界线平行的方向从采煤工作面(5)的下端头铺设出煤矿采空区(6)并接入第二矿用光纤测温主机(4‑3)，所述第二矿用光纤测温主机(4‑3)通过第二矿用通讯光纤(4‑2)与第二光端机(4‑1)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种煤矿采空区温度监测预警系统，其特征在于：包括井下工业环网(2)和设置在地
面上的地面监控计算机(1)，均接入井下工业环网(2)且用于将光信号转换为电信号的第一
光端机(3-1)和第二光端机(4-1)，以及铺设在煤矿采空区(6)的第一矿用感温光纤(3-4)和
第二矿用感温光纤(4-4)；所述地面监控计算机(1)接入井下工业环网(2)，所述第一矿用感
温光纤(3-4)和第二矿用感温光纤(4-4)均呈方波形铺设在煤矿采空区(6)，且第一矿用感
温光纤(3-4)和第二矿用感温光纤(4-4)以煤矿采空区(6)的中心线为对称轴呈对称铺设，
所述煤矿进风巷(7)内设置有第一矿用光纤测温主机(3-3)，所述煤矿回风巷(8)内设置有
第二矿用光纤测温主机(4-3)，所述第一矿用感温光纤(3-4)沿煤矿进风巷(7)的底板和煤
壁交界线或与该交界线平行的方向从采煤工作面(5)的上端头铺设出煤矿采空区(6)并接
入第一矿用光纤测温主机(3-3)，所述第一矿用光纤测温主机(3-3)通过第一矿用通讯光纤
(3-2)与第一光端机(3-1)连接，所述第二矿用感温光纤(4-4)沿煤矿回风巷(8)的底板和煤
壁交界线或与该交界线平行的方向从采煤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟峰，雷昌奎，邓军，文虎，马砺，罗振敏，翟小伟，张嬿妮，
申请(专利权)人：西安科技大学，西安捷锐消防科技有限责任公司，南京迪泰克森测控科技有限公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61