一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，其包括如下三个子系统：精准气体采集系统，通过在联络巷密闭使用抽气泵平稳抽取采空区内的气体，保证气体采集的稳定性及准确性；煤自燃危险区域精准判定系统，通过在联络巷密闭向对大采空区全覆盖布置温度监测和气体测定装置，做到对大采空区煤自燃危险区域内部精细分级预警，同时将采空区煤自燃危险区域的监测与预防相结合；防灭火效果实时评价系统，在实施防灭火措施后，在联络巷密闭处实时监测大采空区内气体和温度的变化，做到全过程实时反映灭火效果。做到全过程实时反映灭火效果。做到全过程实时反映灭火效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统


[0001]专利技术涉及一种大采空区煤自燃危险区域监测
，尤其涉及一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统。

技术介绍

[0002]现西部矿井在矿井开采的整体布局中布置辅助运输巷道，其中辅助运输巷道与工作面进风巷道通过联络巷进行连通，为设备、材料及人员的运输提供了便利，该联络巷的设置也为采空区煤自燃危险区域的判定提供了稳定的环境。
[0003]目前，公开号为CN114460260A的中国专利技术专利公开了一种对综放回采工作面采空区遗煤自燃危险区域监测的方法，实现了对综放回采工作面采空区内部从上下隅角至中间区域沿倾向范围的温度、气体成分、气体压力等参数变化规律的整体监测，但是在上下隅角处抽气不稳定，数据不够准确；公开号为CN115013032A的专利技术专利公开了一种采空区“三带”动态观测方法，主要是通过抽取采空区内气体，并用色谱分析仪分析气体，但是获取的气体数据不准确且没有考虑采空区内部温度的监测；公开号为CN110700875A的中国专利技术专利公开了一种采空区自燃“三带”测定系统和方法，主要是通过气体监测装置和温度监测装置对采空区三带进行了划分，但其抽取的气体数据不准，且难以实现采空区煤自燃危险区域的预警防治；公开号为CN105863714A的中国专利文献记载了一种采空区自燃“三带”监测系统，其包括用于对采空区水平方向进行自燃“三带”监测的水平和垂直方向进行自燃“三带”监测的垂直监测设备，但是应用于大采空区时，由于布置采样点的数目有限，所监测的结果不够准确。
[0004]综上所述，现有的采空区煤自燃危险区域测定方法在一定程度上为采空区防灭火工作起到了指导作用，但此类方法均是在进回风隅角处进行作业布置。由于进回风隅角处施工情况复杂、漏风情况严重，且作业布置的位置随着工作面开采的进度不断移动，因此所采集的气体不准确，监测的数据不精确。而联络巷密闭可为现场施工提供稳定和固定的作业布置环境，有效提高数据采集的准确性，因此，设计出一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统尤为重要。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，考虑从联络巷密闭处向采空区布置煤自燃危险区域监测系统，避免了进回风隅角处因抽气不准确而导致监测数据不精确的技术问题。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，包括精准气体采集系统、煤自燃危险区域精准判定系统和防灭火效果实时评价系统；
[0007]所述精准气体采集系统内设有抽气装置，抽气装置包括多芯束管、抽气泵和气体储存带，精准气体采集系统用于抽取采空区气体并进行检测；
等气体的浓度，且监测各温度采样点的温度，做到了对大范围采空区的自燃危险区域内部精细监测及分级预警。
[0027](3)本专利技术根据煤自燃危险区域精准判定系统的结果，在联络巷密闭处通过注浆管和注氮管针对煤自燃危险部位及时采取预防措施，同时还能依靠煤自燃危险区域精准判定系统对防灭火效果进行持续跟踪。
附图说明
[0028]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明。
[0029]图1为本专利技术从联络巷密闭向采空区布置系统的现场布置示意图；
[0030]图2为本专利技术采空区布置注浆管和注氮管的剖面图；
[0031]图3为本专利技术多芯束管侧面图。
[0032]图中，各标号示意为：1监测采样列、2预防布置列、3多芯束管、4多芯束管内分支束管、5光纤、6注浆管、7注氮管。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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它实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]为了更方便地理解本专利技术，通过图1的结构图来简要说明设置有联络巷的矿井工作面构造情况。如图1所示，煤矿的开采总是以回采的方式进行，在煤矿开采之前，通常开设两条深入煤层的巷道，分别为进风巷道和回风巷道。然后再沿着最深煤层表面对进风巷道和回风巷道打通，从而形成工作面。然而，煤炭开采的方向为从工作面最右侧向左逐步开采，开采过后的工作面则因为顶板的塌陷，最终形成了采空区。在进风巷道与辅助运输巷道之间的煤柱等距打通若干的巷道，即为联络巷。
[0035]本专利技术实施例提供的煤自燃危险区域监测预防系统具有抽气装置、温度测定装置和预警防治装置；通过抽取采空区气体并进行检测，进而细化采空区煤自燃危险区域的范围；通过温度测量装置获取采空区内部的温度变化情况；通过预警防治装置向采空区注入防灭火材料，预防采空区发生煤自燃现象。
[0036]根据工作面现场情况，采用了一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统现场布置方法：
[0037]在联络巷的密闭处布置好监测装置和束管；
[0038](1)以相邻联络巷之间煤柱的中线作为基线，随着工作面开采，采空区左侧表面至离基线时，从联络巷密闭处沿着采空区的表面等距布置注浆管和注氮管；
[0039](2)随着工作面开采，采空区左侧表面至联络巷中间位置时，从联络巷密闭处沿着采空区的表面等距布置采样点，形成一条采样列；
[0040](3)在各采样点布置抽气管和温度传感器，通过气相色谱仪和温度监测装置在联络巷密闭处获取监测数据。
[0041]具体实施例：
[0042]如图1至图3所示，本专利技术的具体步骤为：一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，实施案例的具体步骤如下：
[0043]A、施工材料的选取
[0044]本专利技术采空区煤自燃危险区域测定的设备包括：多芯束管3、抽气泵、温度传感器、光纤5、气相色谱仪、注浆管6、注氮管7、气体储存带。
[0045]多芯束管内分支束管4的数量根据采样列中采样点的数量进行确定，且多芯束管在各采样点位置破有多个穿孔。
[0046]B、确定施工的位置
[0047]首先，现场确定联络巷的宽度，以相邻联络巷之间煤柱的中点向采空区延伸作为基线，并在联络巷密闭处布置监测和预防的装置。
[0048]察哈素煤矿部分煤层下部含1至2层夹矸，且夹矸及煤层底板遇水易泥化，造成底膨，则掘进时需预留底煤。底煤厚度不超过0.5m，据此，采样点的布置高度应高于0.5m，在此可选高度为0.6m。
[0049]C、采样点的布置
[0050]按照基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统现场布置方法向采空区布置采样列，每条采样列中相邻采样点之间的距离相等。
[0051]气体和温度的采样均在同一个采样点进行，且各采样点均是从联络巷密闭中间位置侧沿着采空区最左侧表面进行布置。
[0052]D、布置抽气装置
[0053]优先的，确定多芯束管中相互独立的分支束管4的数目，确定各采样点之间的距离，将多芯束管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，其特征在于，包括精准气体采集系统、煤自燃危险区域精准判定系统和防灭火效果实时评价系统；所述精准气体采集系统内设有抽气装置，抽气装置包括多芯束管、抽气泵和气体储存带，精准气体采集系统用于抽取采空区气体并进行检测；所述煤自燃危险区域精准判定系统内设有气相色谱仪、温度监测装置和所述抽气装置，所述温度监测装置包括温度传感器、光纤和读取仪器，依据抽取采空区气体和温度的检测结果进而细化采空区煤自燃危险区域的范围；所述防灭火效果实时评价系统内设有注浆管、注氮管、所述气相色谱仪、所述抽气装置和所述温度监测装置，通过实时监测跟踪采空区内部情况并反应灭火效果；当所述联络巷进入采空区后就成了密闭，从而形成联络巷密闭；在所述联络巷密闭处向采空区方向依次布置若干个条采样点，形成采样列，且若干个条采样点中任意两个相邻采样点之间的距离相等。2.根据权利要求1所述的一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，其特征在于，所述抽气装置、气相色谱仪、温度监测装置、注浆管以及注氮管均以所述联络巷密闭作为起点向采空区竖直方向依次布置多条采样点，形成采样列，且任意两个相邻采样点之间的距离相等。3.根据权利要求2所述的一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，其特征在于，所述多芯束管内分支束管的数量根据采样列中采样点的数量进行确定，且多芯束管在各采样点位置设有若干个穿孔。4.根据权利要求3所述的一种基于联络巷密闭的煤自燃危险区域监测预防系统，其特征在于，所述抽气泵通过所述多芯束管将采空区抽气采样点的气体抽取至联络巷密闭处，并用所述气体储存带转移至气相色谱仪，用于测定O2、CO、C2H4、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁义，尹聪，邢舜博，谷旺鑫，朱双江，王正，郭鑫，颜晴琼，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：