采煤工作面采空区自燃风险测量装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种采煤工作面采空区自燃风险测量装置，能够在工作面回采过程中，对工作面采空区进行温度监测，及时发现温度异常，将煤的自然抑制在早期阶段，对控制预防采空区（工作面）自然发火具有重要意义，为了实现上述目的，本发明专利技术采用了如下技术方案：一种采煤工作面采空区自燃风险测量装置，其特征在于，包括温度监测装置

【技术实现步骤摘要】
采煤工作面采空区自燃风险测量装置


[0001]本专利技术涉及一种煤矿立井下采煤工作面采空区自燃发火风险测量及预判技术，具体是一种采煤工作面采空区自燃风险测量装置及其自燃风险监测的方法
。

技术介绍

[0002]目前自燃隐患预测主要采取气体指标分析预报办法
。
从煤的自燃机理知道，煤层自然发火在各个时期都要发生物理
、
化学变化，消耗和产生一些气体，使附近区域的空气情况发生变化，且如氧气减少
、
二氧化碳增多，并出现一氧化碳及烷类
、
烯类
、
炔类气体
。
随着温度的升高，这些气体的生成量也会发生变化
。
因此，传统的采空区自燃隐患预测是在采煤工作面采空区安设束管装置，来抽取采空区的标志性气体进行检测
、
分析，利用标志气体生成量及其变化率，来判别煤炭自然发火的程度，进行煤层火灾的早期预报
。
[0003]利用束管装置监测分析采空区气体来判别煤炭发火预兆，它还有许多不足：标志性气体产生量同煤温之间的关系还不完全明确，特别是在现场复杂条件下，受风流
、
煤体原生气体组分
、
测点选择及生产过程等因素影响，难以确定煤氧化自燃的发展阶段，使预测预报的准确率和精度降低，且风量变化对气体浓度有着较大影响
。
就现场应用来说，考虑到现场的特定环境，特别是煤的自燃大部分发生在采空区或煤柱中，漏风条件的影响极大，使得预报自燃变得复杂，不易确切判定煤的氧化阶段，产生误报或漏报
。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了一种采煤工作面采空区自燃风险测量装置及其自燃风险监测的方法，能够在工作面回采过程中，对工作面采空区进行温度监测，及时发现温度异常，将煤的自然抑制在早期阶段，对控制预防采空区（工作面）自然发火具有重要意义，解决了技术背景中所提出的问题
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0006]本专利技术采煤工作面采空区自燃风险测量装置，包括温度监测装置
、
气体监测装置
、
工业环网和地面数据工作台；
[0007]所述气体监测装置包括采煤工作面的运输巷上敷设的激光束管，激光束管系统右端设置抽气泵站，激光束管用于抽取所在位置的环境空气，抽气泵的一端设置监测分站，监测分站的一端与工业环网耦合，工业环网的一端连接地面数据工作站；
[0008]所述温度监测装置包括设置在采煤工作面的顶部
、
底部
、
运输巷和轨道巷四路的分布式测温光缆，分布式测温光缆连接于光纤分布式调节仪，采煤工作面附近变电所上设置矿用光纤分布式调节仪，矿用光纤分布式调节仪一端与工业环网耦合；
[0009]所述气体监测装置与温度监测装置在工业环网接入处耦合，工业环网连接于地面数据工作台
。
[0010]作为优选，所述监测分站内置束管系统主机
、
矿用隔爆兼本安型直流稳压电源
、
矿用本安型束管监测气体预处理控制箱
、
矿用本质安全型以太网交换机和煤矿井下束管监测
用气体采样泵，煤矿井下激光束管连接于气体采样泵，气体采样泵连接于束管系统主机，矿用本安型束管监测气体预处理控制箱控制束管系统主机对采集的气体进行分析，矿用本安型束管监测气体预处理控制箱的数据输入连接于矿用本质安全型以太网交换机，矿用本质安全型以太网交换机与工业环网耦合，
[0011]矿用隔爆兼本安型直流稳压电源为束管系统主机
、
矿用本安型束管监测气体预处理控制箱
、
矿用本质安全型以太网交换机和煤矿井下束管监测用气体采样泵提供电源
。
[0012]进一步的优选，所述分布式测温光缆上设置矿用分布式测温装置和光纤传感器，分布式测温光缆为铠装2芯测温光缆
。
[0013]作为优选，所述工业环网包括相连的两部环网交换机，地面数据工作站的显示终端在数据显示调度室和数据显示通防科分别设置
。
[0014]作为优选，，所述监测分站设置在采空区附近
。
[0015]本专利技术利用采煤工作面采空区自燃风险测量装置进行自燃风险监测的方法，
[0016]包括气体监测
、
温度监测和数据处理，
[0017]其中气体监测步骤，
[0018]1）开启气体监测装置监测，通过分布的激光束管抽取井下环境中的气体；
[0019]2）
、
抽取的气体进入束管系统主机中进行分析；
[0020]3），分析的结果经矿用本质安全型以太网交换机及工业环网上传到地面数据工作台中；
[0021]4），地面数据工作台对井下各位置环境气体进行汇总统计；
[0022]温度监测步骤，
[0023]1）分布式测温光缆上的矿用分布式测温装置和光纤传感器对周围温度进行检测；
[0024]2）分布式测温光缆将检测到的温度数据上传到光纤分布式调节仪；
[0025]3）光纤分布式调节仪将气体数据经工业环网输送到地面数据工作台；
[0026]4）地面数据工作台对井下各位置温度进行汇总统计；
[0027]数据处理，
[0028]1）地面数据工作台将井下环境个位置的温度参数和气体参数数字进行汇总对比，
[0029]2）根据温度和气体数值表确定井下环境个位置的自然风险等级；
[0030]3）输入井下环境各位置的自然风险等级，并发出警告
。
[0031]本专利技术的优点在于：
[0032]1、
本专利技术可以实时在线监测
。
采空区温度监测与标志性气体相结合，通过标志性气体确定发火征兆，通过采空区温度及热点分布确定发火位置，解决了过去只能采样无法定位的难题
。
[0033]2、
适用于煤矿采空区的灾害监测，通过对数据的分析和预测，将故障
、
事故消除在萌芽，因此本专利技术具有广阔的应用范围和市场推广前景
。
[0034]3、
采用光纤传感器，与传统的电子温度传感器相比具有本质安全，耐腐蚀，不受电磁干扰等优点，光缆沿走向敷设于井下工作面顺槽，连续监测长距离大范围的环境温度信息
。
[0035]4、
与传统的煤矿安全监控系统相比，在所监控的环境参数
、
设备范围
、
以及空间区域都有大幅度提升，解决煤矿盲区直接在线监测问题，该系统既丰富和提升了灾害监控水
平，提升了安全高效生产的保障能力，为高效科学安全生产提供决策依据
。
附图说明
[0036]图1是本专利技术的改造后示意图；
[0037]图2是本专利技术的改造前示意图
。
[0038]附图标记： 1、
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种采煤工作面采空区自燃风险测量装置，其特征在于，包括温度监测装置
、
气体监测装置
、
工业环网和地面数据工作台；所述气体监测装置包括采煤工作面的运输巷上敷设的激光束管，激光束管系统右端设置抽气泵站，激光束管用于抽取所在位置的环境空气，抽气泵的一端设置监测分站，监测分站的一端与工业环网耦合，工业环网的一端连接地面数据工作站；所述温度监测装置包括设置在采煤工作面的顶部
、
底部
、
运输巷和轨道巷四路的分布式测温光缆，分布式测温光缆连接于光纤分布式调节仪，采煤工作面附近变电所上设置矿用光纤分布式调节仪，矿用光纤分布式调节仪一端与工业环网耦合；所述气体监测装置与温度监测装置在工业环网接入处耦合，工业环网连接于地面数据工作台
。2.
根据权利要求1所述的一种采煤工作面采空区自燃风险测量装置，其特征在于，所述监测分站内置束管系统主机
、
矿用隔爆兼本安型直流稳压电源
、
矿用本安型束管监测气体预处理控制箱
、
矿用本质安全型以太网交换...

【专利技术属性】
技术研发人员：张柳，奚乐，刘树强，杨永生，
申请(专利权)人：山东省三河口矿业有限责任公司，
类型：新型
国别省市：