一种矸石堆场3D温度监测系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种矸石堆场3D温度监测系统，包括与测温点个数匹配且置于矸石堆场3D测温网中测温点处的现场无线温度变送器、无线接收基站及中央控制室，所述现场温度变送器通过无线传输模块与无线接收基站连接，无线接收基站与中央控制室之间通过有线传输；所述现场无线温度变送器的底部连接有深度梯度测温装置，所述深度梯度测温装置包括位于测温孔内的中空套管，所述套管由用于梯度测温的多段套管通过连接件连接组成，每段套管内设有一个热电偶。本实用新型专利技术解决了现有测温孔内固定深度测温导致采集到的温度数据准确性低及深度梯度监测温度费事费力的问题。本实用新型专利技术可对测温孔内不同深度的温度进行一次性测量并监控。

【技术实现步骤摘要】
一种矸石堆场3D温度监测系统
本技术属于矸石山治理监控领域，具体涉及一种矸石堆场3D温度监控系统。
技术介绍
煤矸石是采煤和洗煤过程中的排弃物，通常占采煤量的15％～20％。煤矸石山对环境最大的危害除占地外就是自燃。自燃时释放出大量二氧化硫、一氧化碳、硫化氢等有害气体，严重污染周围大气环境，危害人们身体健康。因此，矸石山的灭火防复燃成为矸石山治理的第一要务。关于煤矸石自燃的原因，主要有硫铁矿氧化学说和煤氧复合自燃学说。硫铁矿氧化学说是目前解释煤矸石自燃的主要理论。它认为，煤矸石中的硫铁矿在低温下发生氧化，产生热量并不断聚积，使煤矸石内温度聚集，引起煤矸石中的煤和可燃有机物燃烧起来，从而导致煤矸石自燃。而煤氧复合自燃学说则认为煤矸石中通常夹带着10％～25％的碳质可燃物，在常温下，煤矸石中的煤(尤其是镜煤和丝炭)会发生缓慢的氧化反应，同时放出热量，当热量聚积到一定温度时，便可引起可燃物自燃，从而导致矸石山自燃。矸石山的自燃经历潜伏自热、加速氧化升温和稳定燃烧3个阶段，由此反映的状态有矸石山内部温度和气态成分的变化。气态成分变化是由温度上升引起的，且测试气态成分的条件比较苛刻，不适宜推行。现有的矸石山内部测温方法一般是在矸石山打孔完成后，将一个热电偶置入测温孔内进行测温，在每个测温孔内仅能监测到固定深度的温度，而矸石堆体内温度与深度密切联系，为对矸石堆场不同深度进行测温，通常需要更换不同长度的热电偶进行测量，无法一次性对测温孔内进行深度梯度监测的温度，无论从打孔还是测温方面来讲都加大了工作量，大大降低了煤矸石测温效率，也无法做到对矸石堆场温度变化的实时监控。
技术实现思路
为了克服现有测温孔内测温深度固定导致采集的温度数据准确性低及深度梯度监测温度费事费力的缺陷，本技术提供了一种可对测温孔内不同深度的温度进行一次性测量并监控的矸石堆场3D温度监控系统。本技术为了实现上述目的所采用的技术方案是：一种矸石堆场3D温度监测系统，包括与测温点个数匹配且置于矸石堆场3D测温网中测温点处的现场无线温度变送器、无线接收基站及中央控制室，所述现场温度变送器通过无线传输模块与无线接收基站连接，无线接收基站与中央控制室之间通过有线传输；所述现场无线温度变送器的底部连接有深度梯度测温装置，所述深度梯度测温装置包括位于测温孔内的中空套管，所述套管由用于梯度测温的多段套管通过连接件连接组成，每段套管内设有一个热电偶。本技术在测温孔进行测温时，可以将深度梯度测温装置置入测温孔内，位于不同套管内的热电偶对测温孔的不同深度进行测量，此时将煤矸石堆场的3D测温网中每个测温孔中的梯度测温数据上传至中央控制室，通过对采集的温度数据进行分析，做到对矸石堆场3D温度的全方位监控。进一步地，所述连接件包括内设有隔热材料的隔热腔，在隔热腔的顶部及底部分别设有连接套管的螺纹管，隔热腔上还设有用于连接热电偶的穿线孔。所述套管之间通过设置隔热腔来防止多个热电偶的温度互相影响。优选的，所述热电偶按间隔1-2米分布在套管内或紧贴在套管内壁上。优选的，所述套管的顶部通过法兰连接在现场无线温度变送器底部。优选的，所述无线接收基站设有不少于十台，单个输出6路4～20mA。优选的，所述无线传输采用LORA无线透传/433MHz频段，传输距离：直视距离3000米～8000米。优选的，所述有线传输有限4～20mA接入系统。优选的，所述测温点的个数不少于60个，现场无线温度变送器不少于15套。优选的，所述套管为导热套管。所述矸石堆场3D测温网的建立步骤如下：(1)对矸石山进行初次全面普查测温规划，确定矸石山燃点温度区间，根据目标矸石山的形状和大小以第一间距划分一次横纵测温线，其交叉点为一次测温点，对所述一次测温点进行第一次测温，得到各一次测温点处的温度数据；(2)根据步骤(1)中得到的一次测温数据，并结合矸石山第一燃点温度进行第一次分区，划分矸石山重点测温区域和非重点测温区域，划分原则为：温度＜第一燃点温度，为非重点测温区域；温度≥第一燃点温度，为重点测温区域；所述第一燃点温度为矸石山燃点温度区间中最低的燃点温度；(3)在步骤(2)第一次温度分区的基础上，对重点测温区域以第二间距划分二次横纵测温线，其交叉点为二次测温点，对所述二次测温点进行第二次测温，得到各二次测温点处的温度数据，所述第二间距小于第一间距；(4)根据步骤(3)得到的二次测温数据，结合燃点温度区间中除第一燃点温度以外的其他燃点温度，对重点测温区域进一步进行第二次分区，划分危险区和若干高温区，划分原则为：温度≥第二燃点温度，为危险区，温度＜第二燃点温度，为高温区；所述第二燃点温度为矸石山燃点温度区间中最高的燃点温度；(5)所述第二次测温后还对危险区以第三间距划分三次横纵测温线，其交叉点为三次测温点，对所述三次测温点进行第三次测温，得到各三次测温点处的温度数据；所述第三间距小于第二间距；第三次测温的深度为4米、5米和6米；所述步骤(4)中对重点测温区域进行第二次分区是将重点测温区域进一步划分为3个区域：80℃≤温度＜90℃，为临界区；90℃≤温度＜280℃，为蓄热区；温度≥280℃，为发火区。所述第一间距为5～10m，第二间距为2.5～5m，所述第三间距为1.25～2.5m。本技术通过煤矸石堆场3D测温网实现对测温孔中的温度进行全方位测量，同时通过深度梯度测量装置实现每个测温孔的不同深度梯度温度的一次性采集。本技术不仅提高了测温系统采集数据的准确性，从而大大加强了对煤矸石自燃的监控，也在测温过程中减少了多次测温费事费力的问题。附图说明下面结合附图对本技术作进一步描述，其中：图1为系统结构原理图；图2为深度梯度测温装置结构示意图；附图标记说明：1、套管，2、热电偶，3、连接件，4、隔热腔，5、穿线孔，6、法兰。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1至2所示，本实施例的矸石堆场3D温度监测系统，包括与测温点个数匹配且置于矸石堆场3D测温网中测温点处的现场无线温度变送器、无线接收基站及中央控制室，所述现场温度变送器通过无线传输模块与无线接收基站连接，无线接收基站与中央控制室之间通过有线传输；所述现场无线温度变送器的底部连接有深度梯度测温装置，所述深度梯度测温装置包括位于测温孔内的中空套管1，所述套管1由用于梯度测温的多段套管1通过连接件3连接组成，每段套管1内设有一个热电偶2。本技术在测温孔进行测温时，可以将深度梯度测温装置置入测温孔内，位于不同套管内的热电偶对测温孔的不同深度进行测量，此时将煤矸石堆场的3D本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矸石堆场3D温度监测系统，其特征在于，包括与测温点个数匹配且置于矸石堆场3D测温网中测温点处的现场无线温度变送器、无线接收基站及中央控制室，所述现场无线温度变送器通过无线传输模块与无线接收基站连接，无线接收基站与中央控制室之间通过有线传输；所述现场无线温度变送器的底部连接有深度梯度测温装置，所述深度梯度测温装置包括位于测温孔内的中空套管，所述套管由用于梯度测温的多段套管所述套管由用于梯度测温的多段套管通过连接件连接组成，每段套管内设有一个热电偶。/n

【技术特征摘要】
1.一种矸石堆场3D温度监测系统，其特征在于，包括与测温点个数匹配且置于矸石堆场3D测温网中测温点处的现场无线温度变送器、无线接收基站及中央控制室，所述现场无线温度变送器通过无线传输模块与无线接收基站连接，无线接收基站与中央控制室之间通过有线传输；所述现场无线温度变送器的底部连接有深度梯度测温装置，所述深度梯度测温装置包括位于测温孔内的中空套管，所述套管由用于梯度测温的多段套管所述套管由用于梯度测温的多段套管通过连接件连接组成，每段套管内设有一个热电偶。


2.根据权利要求1所述的矸石堆场3D温度监测系统，其特征在于，所述连接件包括内设有隔热材料的隔热腔，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵仲鹤，岳玲玲，李鹏，张婧雯，
申请(专利权)人：山西大地民基生态环境股份有限公司，
类型：新型
国别省市：山西;14