[發明專利]礦井內因火災監控預警系統

有效

• 申請號: 201610919937.8
• 申請日: 2016-10-21
• 公開（公告）號: CN107246281B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 孫繼平
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;E21F5/00;E21F5/02;G08B17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種礦井內因火災監控預警系統。礦井內因火災隱蔽性強，并且易引發瓦斯爆炸、粉塵爆炸的二次災害，造成大量人員傷亡；現有內因火災報警系統延遲時間長，易發生錯報和漏報。所述系統主要包括信息處理服務器、報警裝置、通信網絡、滅火裝置、氣體濃度遙感裝置、溫度監測裝置等；系統可通過氣體濃度遙感裝置對監測區域環境中的氣體濃度等特征進行監測，并通過對溫度等監測數據綜合分析發出火災報警，并進行滅火。所述系統可準確監測內因火災特征氣體，大大提高了報警準確度，為煤礦安全生產提供重要保障。

技術領域

本發明涉及一種礦井內因火災監控預警系統，該系統涉及傳感器技術、激光技術、光譜分析技術、信號處理技術等領域。

背景技術

煤炭是我國主要能源，約占一次能源70％。煤炭行業是高危行業，瓦斯、火災、頂板、煤塵等事故困擾著煤礦安全生產。煤礦礦井火災包括內因火災和外因火災，內因火災因為隱蔽性強不易被發現，并且易引發瓦斯爆炸、粉塵爆炸的二次災害，造成大量人員傷亡。因此在內因火災初期及時發現并能夠及時撲滅具有非常重要的意義。煤礦絕大多數的內因火災發生在隱蔽地點，傳統的儀器儀表探測技術都難以確切、迅速的找出隱蔽火源的位置和范圍。目前內因火災的監測方法主要采用氣體監測和溫度監測，氣體監測是通過束管系統抽取樣氣到地面對標志氣體進行分析，由于氣體抽取的路徑較長，易發生漏氣和堵管，而且采用這種方法的延時較長，易錯過最佳的滅火和逃生時機，此外采用這種監測方法無法準確定位火源，為救災帶來不便。目前光纖分布溫度監測方法也得到了應用，但光纖存在易損壞、安裝較為復雜、維護困難等問題。因此需要一種新的礦井內因火災監控預警系統，以滿足煤礦安全生產要求。

發明內容

本發明目的在于提供一種礦井內因火災監控預警系統，可遙感監測內因火災引起的溫度和標志氣體CH₄、CO、CO₂、O₂、C₂H₂和C₂H₄的濃度變化，根據監測得到的異常數據進行火災報警，并對火災區域進行滅火，減小火災危害范圍。所述系統主要包括氣體濃度遙感裝置、溫度監測裝置、滅火裝置、信息處理服務器、報警裝置和通信網絡；氣體濃度遙感裝置主要包括激光發射器、激光接收器、控制處理單元和顯示單元；氣體濃度遙感裝置采用開放氣室，可對采空區環境中多種氣體濃度進行遙感監測；氣體濃度遙感裝置具有激光測距功能；信息處理服務器負責處理氣體濃度數據和溫度數據，當監測數據滿足報警條件，則通過報警單元發出聲光報警，通過通信網絡發送火災報警信息，并通過滅火裝置進行滅火。

1.所述系統進一步包括：系統的氣體濃度遙感裝置采用下述方法進行不同距離區域的氣體濃度監測：裝置在同一點發射不同方向的兩束激光，對不同距離的反射點A和B進行測量；設測得反射點A的距離為L_A，氣體平均濃度為M_A，測得反射點B的距離為L_B，氣體平均濃度為M_B，則A點到B點距離區域的氣體濃度可用近似表示。

2.所述系統進一步包括：系統的氣體濃度遙感裝置采用下述掃描監測方法進行掃描監測：氣體濃度遙感裝置的激光發射器發射不同方向的激光束進行氣體濃度和距離監測，獲得氣體濃度、距離和發射方向組成的數據序列，經處理后得到不同距離區域的氣體濃度。

3.所述系統進一步包括：系統的氣體濃度遙感裝置的激光發射器采用可自動調節發射方向的激光發射器，控制處理單元以掃描監測方式控制激光發射器發射方向，進行不同方向氣體濃度和距離監測。

4.所述系統進一步包括：系統的氣體濃度遙感裝置的激光發射器采用可自動調節發射方向的激光發射器，控制處理單元以掃描監測方式控制激光發射器發射方向，進行不同方向氣體濃度和距離監測。

5.所述系統進一步包括：系統的氣體濃度遙感裝置的激光發射器通過激光源產生激光，一個激光源可產生用于探測多種氣體的激光。