[發明專利]基于井下微色譜及光纖測溫的煤礦自燃火災監測方法及裝置

有效

• 申請號: 201710373935.8
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107120141B
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 倫慶忠;林增;菅光濤;張明亮;李星坤;仇士川;張紅軍;吳昌峰;朱學龍;白光星;白念祥;胡韶明;賈明鑠
• 申請（專利權）人: 淄博祥龍測控技術有限公司
• 主分類號: E21F17/00
• 分類號: E21F17/00;E21F17/18
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 高鵬飛

本發明涉及一種基于井下微色譜及光纖測溫的煤礦自燃火災監測方法，其特征是，在采空區附近安裝井下微色譜系統及其采樣束管、光纖感溫系統及其感溫光纖，結合微色譜系統及光纖感溫系統采集到的數據，上傳至上位機得到進而判斷火情點的位置。本發明有效地解決了以上傳統束管色譜監測系統束管鋪設距離長，難維護、易損壞導致采樣氣被污染的問題；并且結合光纖感溫系統，利用感溫光纖在采空區測溫的數據進一步明確火源點的位置信息。

技術領域：

本發明涉及一種基于井下微色譜及光纖測溫的煤礦自燃火災監測方法及裝置，屬于礦上安全設備領域。

背景技術：

我國煤礦具有百年以上的開采歷史，隨著礦井開采年限的增長、開采深度增加、開采范圍的逐漸擴大，煤炭自燃災害日趨嚴重。其中采空區是煤礦煤炭自然發火最易、最頻繁的地點之一，由于采空區遺煤高溫點位置的隱蔽與不易確定性，易導致發現與采取措施的滯后，造成人力、物力的浪費，給礦井安全生產帶來隱患。因此，采空區遺煤自然發火問題是長期以來一直困擾煤礦安全生產的一個非常棘手而又亟待解決的難點問題。

目前國內煤礦每年有400個左右礦井工作面采空區發生煤炭自燃。特別是綜采(放)工作面采空區發生煤炭自燃，造成工作面封閉，一個綜采(放)工作面的設備、材料的直接經濟損失就達1億以上。同時煤炭自燃極易引起瓦斯、煤塵爆炸，造成礦毀人亡的特別重大事故，同時造成工作面停產及煤炭資源等間接損失將更大。因此，礦井煤炭自然發火事故的預防必然成為煤礦安全研究的重點。及時準確地發出火災早期預報，不僅可以及時采取防滅火措施，將火災事故消除于萌芽狀態，而且還可以減少防滅火造成的經濟損失，防止火災事故的發生。

目前，我國多數煤礦企業已經對煤礦自燃火災災害進行了以采空區自燃火災標志氣體分析為主的等監測手段，主要的應用技術是束管色譜監測系統。該系統的技術方案是使用抽氣泵將井下采空區的采樣氣通過束管輸送至地面分析中心，在分析中心使用色譜儀對采樣氣進行分析，通過對氣體組分濃度的定性定量分析來對煤礦采空區火災火情進行監測和預報，這對保障煤礦的安全生產起到了積極的作用。

但是，傳統的束管色譜監測系統在實際使用過程中也暴露了很多的缺陷和不足。主要的缺陷有兩點：(1)一般地面分析中心到井下工作面的距離會從幾千米延展到上萬米，漫長的距離導致束管鋪設的長度非常大，而由于井下的環境非常復雜惡劣，因此數萬米的束管在井下非常容易發生破損、斷裂、水堵等狀況。這樣一方面使得束管監測系統在使用過程中分析結果的可靠性和可信度大大降低；另一方面使得井下束管部分在實際使用中維護的難度、成本大大增加。(2)由于一般使用負壓泵對束管進行采樣抽氣，漫長的束管管路導致抽氣效率非常低下，數萬米的束管往往需要幾個小時才能將樣氣抽至井上，導致分析效率十分低下。如果是在救災搶險過程中，數小時的火情分析的延遲就會對救災搶險造成重大的影響。(3)傳統的束管色譜監測系統只是對采空區的某氣體監測點的氣體組分分析。根據氣體組分分析結果，煤礦管理人員可以對采空區整體的自燃火災發火趨勢有個總體估計，但是無法精確確定火源點的位置。在這種情況下，需要通過其它的監測參數進行對采空區進行輔助監測。

發明內容：

本發明要提供一種可以克服上述缺陷的基于井下微色譜及光纖測溫的煤礦自燃火災監測方法及裝置。

基于井下微色譜及光纖測溫的煤礦自燃火災監測方法，其特征是，在采空區附近安裝井下微色譜系統及其采樣束管、光纖感溫系統及其感溫光纖，結合微色譜系統及光纖感溫系統采集到的數據，上傳至上位機得到進而判斷火情點的位置。

所述的微色譜系統含有兩路采樣管束，采樣管路A沿著進風巷深入采空區；采樣管路B沿著工作面，布置在綜采工作面和回風巷的夾角處。

所述的光纖感溫系統含有兩路感溫光纖，感溫光纖A沿著進風巷深入采空區；感溫光纖B沿著回風巷深入采空區。

所述微色譜系統采集到的氣體采樣數據與光纖感溫系統采集到的數據進行時間補償，時間補償具體方法為滿足如下公式：