一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法技术

本发明专利技术提供了一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法，首先根据采空区自然发火多场耦合机理判断高温区域可能出现的位置，进行有针对性的布设测温光缆，根据综采面工作面支架尾部的结构特点，在工作面相邻支架连接处将测温光缆沿走向向采空区预埋；随着工作面的回采推进，工作面支架前移，对重点监控区域和非重点监控区域的测温光缆的待用部分进行放线，并埋入采空区，以获取采空区温度数据，实时对采空区内部进行温度监测，并对采空区自燃趋势进行预测，促进井下开采安全。所有布设测温光缆使用线路保护管覆盖或包裹，避免测温光缆被落石碰砸。被落石碰砸。被落石碰砸。

【技术实现步骤摘要】
一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法


[0001]本专利技术属于煤矿井下采空区温度监测
，具体涉及一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法。

技术介绍

[0002]煤矿井下采空区遗煤自燃是威胁矿井安全高效生产的重要灾害之一，遗煤氧化放热，生成气体，造成煤岩环境温度升高，如果不采取有效措施，容易发生自燃灾害，因此，对采空区内部的温变区域进行实时监测，具有重要意义。
[0003]国家能源局与国家矿山安全监察局印发的《煤矿智能化建设指南(2021年版)提出建设智能化煤矿要构建全面感知的网络，建设高速数据传输通道，综合管控平台要监测实时化、安全本质化等要求。而目前光缆测温技术由于其本质安全、能够实现实时监测、整根线路都是感温点等优点，在矿井工作面采空区自燃危险区域被广泛应用于监测温度变化，但由于采空区内部遗煤氧化放热区域面积大，盲目的布线测温不仅无法准确掌握高温区域，还会造成人力物力的浪费，无法实现上述目的。
[0004]综采工作面支架后部与综放工作面支架不同，没有尾梁支撑的空间，不便于测温光缆的布设，并由于煤岩垮落的容易造成测温光缆损害，为尽量避免光缆损坏，只能将其布置在上下顺槽附近，导致测温控制区域远离了采空区内部，无法掌握采空区真实的高温情况。因此，分析高温区域的大致范围，合理布置测温光缆，并采取有效保护措施，才能掌握综采面采空区内部的遗煤自然发火状态，进一步预测发展趋势，为防灭火措施的有效实施提供帮助。
[0005]因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种能够适应综采工作面支架及采空区的复杂煤岩环境，以实现综采面采空区内部温变区域的监测。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种综采面采空区内部测温光缆布设结构，所述布设结构包括：
[0009]信号解调主机，对应连接测温光缆，以解调处理所述测温光缆测得的温度数据；
[0010]测温光缆，所述测温光缆一端连接在所述信号解调主机上，另一端布设在采空区，用于监测采空区的岩煤温度数据，并将岩煤温度数据传输至信号解调主机；
[0011]重点监控区域，所述重点监控区域为采空区容易产生氧化蓄热区域，所述在重点监控区域布设多根所述测温光缆。
[0012]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设结构，优选，在采空区的重点监控区域，所述测温光缆的布设间距为15
‑
25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区走向相对应；
[0013]在采空区的非重点监控区域，有一根所述测温光缆布设于非重点监控区域一侧，
并距离非重点监控区域一侧的工作面顺槽15
‑
25米；还有一根所述测温光缆布设于采空区中心处。
[0014]一种综采面采空区内部测温光缆布设方法，所述布设方法包括如下步骤：
[0015]步骤S1，根据采空区自然发火多场耦合机理确定可能出现高温的重点监测区域；
[0016]步骤S2，将信号解调主机安设在与重点监测区域同一侧的工作面顺槽中，并对应连接测温光缆；
[0017]步骤S3，在采空区的重点监控区域布设多个测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；
[0018]步骤S4，在采空区的非重点监控区域布设不少于两根测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；
[0019]步骤S5，所述测温光缆将所测的采空区的温度数据传输至信号解调主机，信号解调主机对该温度数据进行解调处理，以实时掌握采空区温度数据。
[0020]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，所述测温光缆对应采空区预留有待用部分，所述待用部分盘设于工作面支架。
[0021]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，随着工作面的回采推进，工作面支架随回采进度前移，对重点监控区域和非重点监控区域的所述测温光缆的待用部分进行放线，并埋入采空区；其中，所述测温光缆穿过相邻两工作面支架的连接处，以将所述测温光缆沿走向向采空区布设。
[0022]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，所述测温光缆通过线路保护管进行覆盖或者包裹，并用浮煤覆盖测温光缆。
[0023]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，在采空区的重点监控区域，所述测温光缆的布设间距为15
‑
25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区走向相对应；
[0024]在采空区的非重点监控区域，有一根所述测温光缆布设于非重点监控区域一侧，并距离非重点监控区域一侧的工作面顺槽15
‑
25米；还有一根所述测温光缆布设于采空区中心处。
[0025]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，步骤S3中，将多根所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至采空区的重点监控区域，在进入重点监测区域15
‑
25米后，将第一根所述测温光缆布设入采空区；
[0026]在第一根所述测温光缆后方15
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25米处，并将第二根所述测温光缆布设入采空区；
[0027]依次进行多根所述测温光缆布设，直至所述测温光缆布满重点监控区域。
[0028]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，步骤S1中，根据采空区自然发火多场耦合机理预判重点监测区域，所述采空区自然发火多场耦合机理所使用的数据至少包括：遗煤的自燃倾向、煤体的松散状态、通风大小、推进速度、氧浓度和空气温度。
[0029]如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，所述测温光缆沿工作面支架的后支柱根部或者底盘处凹形部位延伸，并通过挂钩或者扎带固定在对应的工作面支架上。
[0030]有益效果：本专利技术根据采空区自然发火多场耦合机理确定容易氧化蓄热的区域，将该区域作为重点监测区域，从而进行重点监控，提高预测自燃危险性的准确性；
[0031]将测温光缆沿工作面支架延伸，并采取线路保护管和浮煤覆盖提高了测温光缆在冒落煤岩复杂环境中的完整性，并通过合理布设测温光缆，实现了综采面采空区内部温变区域的监测，可为进一步实现采空区火灾预警智能化建设提供支撑。
附图说明
[0032]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。其中：
[0033]图1为本专利技术所提供具体实施例中测温光缆布设结构示意图；
[0034]图2为本专利技术所提供具体实施例中采空区三维边界图；
[0035]图3为本专利技术所提供具体实施例中采空区固体温度场边界示意图；
[0036]图4为本专利技术所提供具体实施例中采空区内部节点示意图；
[0037]图5为本专利技术所提供具体实施例中空间四面体单元示意图；
[0038]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种综采面采空区内部测温光缆布设结构，其特征在于，所述布设结构包括：信号解调主机，对应连接测温光缆，以解调处理所述测温光缆测得的温度数据；测温光缆，所述测温光缆一端连接在所述信号解调主机上，另一端布设在采空区，用于监测采空区的岩煤温度数据，并将岩煤温度数据传输至信号解调主机；重点监控区域，所述重点监控区域为采空区容易产生氧化蓄热区域，所述在重点监控区域布设多根所述测温光缆。2.根据权利要求1所述的综采面采空区内部测温光缆布设结构，其特征在于，在采空区的重点监控区域，所述测温光缆的布设间距为15
‑
25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区走向相对应；在采空区的非重点监控区域，有一根所述测温光缆布设于非重点监控区域一侧，并距离非重点监控区域一侧的工作面顺槽15
‑
25米；还有一根所述测温光缆布设于采空区中心处。3.一种综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，所述布设方法包括如下步骤：步骤S1，根据采空区自然发火多场耦合机理超前预判可能出现高温的重点监测区域；步骤S2，将信号解调主机安设在与重点监测区域同一侧的工作面顺槽中，并对应连接测温光缆；步骤S3，在采空区的重点监控区域布设多个测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；步骤S4，在采空区的非重点监控区域布设不少于两根测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；步骤S5，所述测温光缆将所测的采空区的温度数据传输至信号解调主机，信号解调主机对该温度数据进行解调处理，以实时掌握采空区温度数据。4.根据权利要求3所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，所述测温光缆对应采空区预留有待用部分，所述待用部分盘设于所在位置的工作面支架。5.根据权利要求4所述的综采面采空区...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，张凤杰，秦跃平，徐浩，郭文杰，闫林晓，宋奕澎，褚翔宇，毋凡，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：发明
国别省市：