[發(fā)明專利]分布式采空區(qū)束管火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)

無效

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• 申請日: 2012-10-23
• 公開（公告）號: CN102938183A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 向武
• 申請（專利權(quán)）人: 向武
• 主分類號: G08B17/117
• 分類號: G08B17/117
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別涉及一種用于礦井的分布式采空區(qū)束管火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的煤礦火災(zāi)束管監(jiān)測系統(tǒng)主要有圖1、圖2兩種形式：

圖1的基本原理是將抽氣管一端伸入采空區(qū)，另一端連接到具有防爆性能的水環(huán)真空抽氣泵，抽氣泵將采空區(qū)內(nèi)的空氣抽出來進(jìn)入傳感器箱，傳感器箱內(nèi)一般裝有一氧化碳傳感器、甲烷傳感器、氧氣傳感器，可以同時測試采空區(qū)抽出來的空氣中該三種氣體的濃度，傳感器箱再將三種傳感器的數(shù)值收集起來，通過RS485總線上傳至地面監(jiān)控機(jī)房進(jìn)行分析，以判斷采空區(qū)內(nèi)是否發(fā)生自燃發(fā)火。

一般一個礦井存在多個需要監(jiān)測的采空區(qū)，每個采空區(qū)需要伸入3根或4根抽氣管進(jìn)行抽氣采樣。因水環(huán)真空泵及傳感器箱造價很高，每個礦井一般只設(shè)置一臺水環(huán)真空泵及一臺傳感器箱，所有采空區(qū)的抽氣管均直接引到同一個水環(huán)真空泵，泵站再通過電磁閥進(jìn)行氣路切換，依次對每個采空區(qū)的每根抽氣管進(jìn)行抽氣，并依次送入傳感器箱進(jìn)行氣體濃度測試，最后通過RS-485總線上傳至地面計算機(jī)進(jìn)行依次分析。

此方案缺點：

1、水環(huán)真空泵成本昂貴，體積大而笨重，需要較大專用安裝空間，安裝施工工作量大，勞動強(qiáng)度高；

2、傳感器箱內(nèi)置多臺傳感器，每個傳感器采集的氣體濃度數(shù)值均傳至一個單獨的信號傳輸裝置，由傳輸裝置將數(shù)據(jù)打包后上傳至地面監(jiān)控機(jī)房。此傳感器箱結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，成本較高，需要較大的專用安裝空間，施工工作量大。

3、每個采空區(qū)的抽氣管均從采空區(qū)連接至真空泵位置，而采空區(qū)一般相距較遠(yuǎn)，有時可超過10公里，真空泵一般設(shè)置在離各采空區(qū)均較近的中心位置，抽氣管實際伸入采空區(qū)的部分一般約200米左右，為了能到達(dá)真空泵位置，每根抽氣管從采空區(qū)口需要再延長鋪設(shè)數(shù)公里才能到達(dá)真空泵位置。抽氣管是煤礦專用抽氣管，管徑較小，強(qiáng)度較差，很容易折斷，在煤礦井下環(huán)境，抽氣管路的鋪設(shè)和維護(hù)工作量非常大。

4、由于管路長，在傳感器箱處不能監(jiān)測到采空區(qū)各氣體采樣點溫度，而采空區(qū)溫度是判斷采空區(qū)是否自燃的重要參數(shù)。

5、總體成本昂貴，安裝維護(hù)困難，不適合大面積推廣。

圖2的基本原理是將抽氣管一端伸入采空區(qū)，另一端直接連接到地面監(jiān)控機(jī)房，在監(jiān)控機(jī)房處設(shè)置水環(huán)真空泵，真空泵配電磁閥，依次切換各抽氣管進(jìn)行抽氣，并依次將各管路進(jìn)來的氣送入色譜儀進(jìn)行分析，計算出各采空區(qū)的一氧化碳、甲烷、氧氣濃度，再將數(shù)據(jù)送入計算機(jī)，分析各采空區(qū)自燃情況。一般一個礦井存在多個需要監(jiān)測的采空區(qū)，每個采空區(qū)需要伸入3根或4根抽氣管進(jìn)行抽氣采樣，一套系統(tǒng)將有多根抽氣管分別從各采空區(qū)連接到監(jiān)控機(jī)房。

此方案具有以下缺點：

1、色譜儀價格昂貴，不具有防爆性能，不能放置于礦井下，需專用機(jī)房進(jìn)行安裝。

2、水環(huán)真空泵安于監(jiān)控機(jī)房，體積大、噪音大、價格昂貴、需專用空間進(jìn)行安裝。

3、每個采空區(qū)的抽氣管均從采空區(qū)直接連接至地面監(jiān)控機(jī)房，單根管路鋪設(shè)距離有時可達(dá)10公里以上，抽氣管是煤礦專用抽氣管，管徑較小，強(qiáng)度較差，很容易折斷，在煤礦井下環(huán)境，抽氣管路的鋪設(shè)和維護(hù)工作量非常大。

4、由于管路長，在傳感器箱處不能監(jiān)測到采空區(qū)各氣體采樣點溫度，而采空區(qū)溫度是判斷采空區(qū)是否自燃的重要參數(shù)。

5、總體成本昂貴，安裝維護(hù)困難，不適合大面積推廣。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本發(fā)明提供一種分布式采空區(qū)束管火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供以下技術(shù)方案：一種分布式采空區(qū)束管火災(zāi)監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器、抽氣管、采空區(qū)以及地面監(jiān)控中心，所述抽氣管與傳感器連接并插入采空區(qū)，在每個采空區(qū)附近均設(shè)置一臺傳感器，所述傳感器與地面監(jiān)控中心連接。

作為優(yōu)選，所述傳感器包括內(nèi)置的微型本安真空泵、氣路切換裝置、數(shù)據(jù)通訊接口及多氣體檢測控制電路。

作為優(yōu)選，在傳感器與采空區(qū)之間設(shè)有3-4根抽氣管。

作為優(yōu)選，所述數(shù)據(jù)通訊接口為RS-485總線或CAN或以太網(wǎng)數(shù)據(jù)接口。

作為優(yōu)選，所述氣路切換裝置為電磁閥。