一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统技术方案

本发明专利技术属于循环气体采样防控技术领域，公开了一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统，所述采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统包括：温度监测模块、气体采样模块、采空区勘测模块、主控模块、气体成分检测模块、气体抽放模块、警报模块、防火模块、显示模块。本发明专利技术通过采空区勘测模块缩小勘测范围，提高勘测精度，进而准确查清采空区分布范围，开采深度和开采厚度，为线路方案选择和工程措施提供合理建议；同时，通过防火模块将煤矿采空区遗煤与空气隔离，可避免煤矿采空区遗煤发生自燃现象，达到防灭火的目的，保证采煤工作的顺利进行，提高采煤作业的安全系数。提高采煤作业的安全系数。提高采煤作业的安全系数。

【技术实现步骤摘要】
一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统


[0001]本专利技术属于循环气体采样防控
，尤其涉及一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统。

技术介绍

[0002]煤矿采空区：是指在煤矿作业过程中，将地下煤炭或煤矸石等开采完成后留下的空洞或空腔。因煤矿开采过程，需要将地下煤炭资源开采运走，一般会在掘进过程中，采用类似道路上过山隧道方法，逐步打通地下煤炭所在位置到煤矿井口间的隧道，一般会将开采过程中遇到的矿石、煤炭等运送到地面，以便形成合理的运送和开采作业面，随着煤炭和其他矿石的不断运出，地下形成了这样煤炭采空区；然而，现有采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统对采空区勘测精度差；同时，煤矿在开采过程中，煤矿采空区会存在煤柱等遗留煤层。随着工作面的不断推进，煤矿采空区遗煤可能会自燃发火，导致采煤工作面的无法推进，影响采煤工作的顺利进行。
[0003]通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
[0004](1)现有采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统对采空区勘测精度差。
[0005](2)煤矿在开采过程中，煤矿采空区会存在煤柱等遗留煤层。随着工作面的不断推进，煤矿采空区遗煤可能会自燃发火，导致采煤工作面的无法推进，影响采煤工作的顺利进行。
[0006](3)现有采集采空区气体样品采样效率低。

技术实现思路

[0007]针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统。
[0008]本专利技术是这样实现的，一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统包括：
[0009]温度监测模块、气体采样模块、采空区勘测模块、主控模块、气体成分检测模块、气体抽放模块、警报模块、防火模块、显示模块；
[0010]温度监测模块，与主控模块连接，用于监测采空区温度；
[0011]气体采样模块，与主控模块连接，用于采集采空区气体样品；
[0012]所述气体采样模块采样方法：
[0013]通过检测设备检测进行采空区气体采样时采空区气体流动通道气密性的检测；打开密闭容器的进气口，并使所述采空区气体流动通道连通具有预定压力的采空区气体环境；
[0014]通过控制单元控制采空区气体流动通道的打开/关闭，由此将对应的采空区气体样品通过对应的采空区气体流动通道采集至对应的密闭容器中存储；以及采用流量报警单元监测采空区气体样品存储到对应的密闭容器中时的流量变化，若流量变化超过预设值，则所述流量报警单元自动产生报警信号；
[0015]所述检测进行采空区气体采样时采空区气体流动通道气密性的检测包括：
[0016]每一流动控制组件的一端均与导气组件、流量调节组件形成一独立的采空区气体流动通道，另一端均对应连通一密闭容器的进气口；将每一所述流动控制组件均连接控制单元，且安装压力表；封堵所述流量调节组件的进气端，打开密闭容器的进气口，且将所述流量调节组件的流速设置为最大；通过所述控制单元自动控制每一流动控制组件打开/关闭，且某一流动控制组件打开时，通过所述压力表显示其对应连通的密闭容器内的压力变化，并根据压力变化判断对应采空区气体流动通道的气密性；
[0017]采空区勘测模块，与主控模块连接，用于对采空区进行勘测；
[0018]主控模块，与温度监测模块、气体采样模块、采空区勘测模块、主控模块、气体成分检测模块、气体抽放模块、警报模块、防火模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；
[0019]气体成分检测模块，与主控模块连接，用于对采空区气体成分进行检测；
[0020]气体抽放模块，与主控模块连接，用于对采空区气体进行抽放；
[0021]警报模块，与主控模块连接，用于对采空区气体异常温度进行警报；
[0022]防火模块，与主控模块连接，用于对采空区气体进行防火处理；
[0023]显示模块，与主控模块连接，用于显示监测的采空区温度、勘测信息、气体成分检测结果。
[0024]进一步，所述采空区勘测模块勘测方法如下：
[0025](1)根据煤矿所在区域的地质资料和线性工程的线路方案开展调绘，同时测量定位所述煤矿窑口坐标、高程和所述煤矿窑口附近地层产状，确定所述采空区的勘测范围；在所述采空区的勘测范围内，根据所述调绘结果分析煤层在地表的投影是否与所述线性工程的线路方案相交，若相交，则在地表相交处沿所述线性工程的线路走向开展槽探；
[0026](2)根据槽探结果，沿槽探方向相应的布置地表物探测线，若所述煤矿窑口在所述线性工程的线路两侧，且所述煤矿沿煤层走向向所述线性工程的线路方向开采，则还需要自所述煤矿窑口向所述线性工程的线路沿岩层走向布置物探测线，最终得到物探解译结果；
[0027](3)分析所述物探解译结果，根据所述物探解译结果布置钻孔，通过钻孔取得岩心，对所述岩心进行岩心鉴定，记录每个所述钻孔的孔内钻进情况并结合每个所述钻孔的岩心鉴定结果核实所述煤矿是否存在采空区；若存在采空区，在终孔后对所述钻孔进行孔内摄像，得到孔内地层分布，与每个所述钻孔的岩心鉴定结果进行对比分析，并结合所述物探解译结果，最终确定采空区分布的范围、深度和厚度。
[0028]进一步，所述开展调绘包括:
[0029]测量所述煤矿所在区域的地层产状、测量所述煤矿所在区域的地层界线和测量所述煤矿所在区域的地形地貌。
[0030]进一步，所述根据所述煤矿所在区域的地质资料和线性工程的线路方案开展调绘，同时测量定位所述煤矿窑口坐标、高程和所述煤矿窑口附近地层产状，得到所述采空区的勘测范围，包括：
[0031]根据所述煤矿所在区域的地质资料和线性工程的线路方案开展调绘，根据所述调绘结果划分所述区域的煤层范围，根据所述煤层范围得到所述采空区的初步勘测范围；
[0032]在所述初步勘测范围内，测量定位所述煤矿窑口坐标、高程和所述煤矿窑口附近地层产状，结合所述调绘结果，得到所述采空区的勘测范围。
[0033]进一步，所述在所述初步勘测范围内，测量定位所述煤矿窑口坐标、高程和所述煤矿窑口附近地层产状，结合所述调绘结果，得到所述采空区的勘测范围，包括：
[0034]在所述初步勘测范围内，根据对采空区收集到的资料和调查访问的结果，测量定位煤矿窑口坐标、高程及窑口附近地层产状；
[0035]结合所述煤矿所在区域的地层产状和所述煤矿所在区域的地形地貌初步确定煤层开采方向和开采范围，剔除对线路方案无影响的采空区，缩小勘测范围，得到所述采空区的勘测范围。
[0036]进一步，所述根据槽探结果，相应的布置地表物探测线，包括:
[0037]若通过槽探可以揭露煤层，则沿线性工程走向方向布置地表物探测线；
[0038]若通过槽探不可以揭露煤层，则沿线性工程的线路方向覆盖整个初定勘测范围布置地表物探测线；
[0039]当探测深度不大于100m时采用高密度电法或瞬变电磁法开展物探；当探测深度大于100m时采用大地音频电磁法或瞬变电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统，其特征在于，所述采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统包括：温度监测模块、气体采样模块、采空区勘测模块、主控模块、气体成分检测模块、气体抽放模块、警报模块、防火模块、显示模块；温度监测模块，与主控模块连接，用于监测采空区温度；气体采样模块，与主控模块连接，用于采集采空区气体样品；所述气体采样模块采样方法：通过检测设备检测进行采空区气体采样时采空区气体流动通道气密性的检测；打开密闭容器的进气口，并使所述采空区气体流动通道连通具有预定压力的采空区气体环境；通过控制单元控制采空区气体流动通道的打开/关闭，由此将对应的采空区气体样品通过对应的采空区气体流动通道采集至对应的密闭容器中存储；以及采用流量报警单元监测采空区气体样品存储到对应的密闭容器中时的流量变化，若流量变化超过预设值，则所述流量报警单元自动产生报警信号；所述检测进行采空区气体采样时采空区气体流动通道气密性的检测包括：每一流动控制组件的一端均与导气组件、流量调节组件形成一独立的采空区气体流动通道，另一端均对应连通一密闭容器的进气口；将每一所述流动控制组件均连接控制单元，且安装压力表；封堵所述流量调节组件的进气端，打开密闭容器的进气口，且将所述流量调节组件的流速设置为最大；通过所述控制单元自动控制每一流动控制组件打开/关闭，且某一流动控制组件打开时，通过所述压力表显示其对应连通的密闭容器内的压力变化，并根据压力变化判断对应采空区气体流动通道的气密性；采空区勘测模块，与主控模块连接，用于对采空区进行勘测；主控模块，与温度监测模块、气体采样模块、采空区勘测模块、主控模块、气体成分检测模块、气体抽放模块、警报模块、防火模块、显示模块连接，用于控制各个模块正常工作；气体成分检测模块，与主控模块连接，用于对采空区气体成分进行检测；气体抽放模块，与主控模块连接，用于对采空区气体进行抽放；警报模块，与主控模块连接，用于对采空区气体异常温度进行警报；防火模块，与主控模块连接，用于对采空区气体进行防火处理；显示模块，与主控模块连接，用于显示监测的采空区温度、勘测信息、气体成分检测结果。2.如权利要求1所述采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统，其特征在于，所述采空区勘测模块勘测方法如下：(1)根据煤矿所在区域的地质资料和线性工程的线路方案开展调绘，同时测量定位所述煤矿窑口坐标、高程和所述煤矿窑口附近地层产状，确定所述采空区的勘测范围；在所述采空区的勘测范围内，根据所述调绘结果分析煤层在地表的投影是否与所述线性工程的线路方案相交，若相交，则在地表相交处沿所述线性工程的线路走向开展槽探；(2)根据槽探结果，沿槽探方向相应的布置地表物探测线，若所述煤矿窑口在所述线性工程的线路两侧，且所述煤矿沿煤层走向向所述线性工程的线路方向开采，则还需要自所述煤矿窑口向所述线性工程的线路沿岩层走向布置物探测线，最终得到物探解译结果；(3)分析所述物探解译结果，根据所述物探解译结果布置钻孔，通过钻孔取得岩心，对
所述岩心进行岩心鉴定，记录每个所述钻孔的孔内钻进情况并结合每个所述钻孔的岩心鉴定结果核实所述煤矿是否存在采空区；若存在采空区，在终孔后对所述钻孔进行孔内摄像，得到孔内地层分布，与每个所述钻孔的岩心鉴定结果进行对比分析，并结合所述物探解译结果，最终确定采空区分布的范围、深度和厚度。3.如权利要求2所述采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统，其特征在于，所述开展调绘包括:测量所述煤矿所在区域的地层产状、测量所述煤矿所在区域的地层界线和测量所述煤矿所在区域的地形地貌。4.如权利要求2所述采空区煤自燃智能动态循环气体采样防控系统，其特征在于，所述根据所述煤矿所在区域的地质资料和线性工程的线路方案开展调绘，同时测量定位所述煤矿窑口坐标、高程和所述煤矿窑口附近地层产状，得到所述采空区的勘测范围，包括：根据所述煤矿所在区域的地质资料和线性工程的线路方案开展调绘，根据所述调绘结果划分所述区域的煤层范围，根据所述煤层范围得到所述采空区的初步勘测范围；在所述初步勘测范围内，测量...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢小平，
申请(专利权)人：六盘水师范学院，
类型：发明
国别省市：