[發明專利]一種采空區煤自燃災害智能在線監測與聯動處置裝置

在審

• 申請號: 202110861666.6
• 申請日: 2021-07-29
• 公開（公告）號: CN113720378A
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發明（設計）人: 褚廷湘;鄭萬成;陳月霞;蘇媛媛;楊濤;陳鵬;司俊鴻
• 申請（專利權）人: 華北科技學院(中國煤礦安全技術培訓中心）;四川省煤炭設計研究院
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;A62C3/06;A62C37/00
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 劉潔

本發明公開了一種采空區煤自燃災害智能在線監測與聯動處置裝置，涉及智能聯動裝置技術領域，包括智能在線監測分析模塊、數據智能顯示模塊、智能判識模塊和防滅火聯動控制模塊。智能判識模塊通過將對實時數據的在線判識，當實時數據超過預警設置臨界值時，防滅火聯動控制模塊及時響應，控制采空區注氮管路的開啟，對采空區煤自燃危險進行干預，智能判識模塊通過持續監測采空區指標信息，若措施實施一定周期后，采空區預警指標達到安全狀態，則防滅火聯動控制單元發出指令，注氮管路電磁閥自動關閉，進而實現采空區在線預警與智能防控的目的。

技術領域

本發明涉及智能聯動裝置技術領域，更具體地說，它涉及一種采空區煤自燃災害智能在線監測與聯動處置裝置。

背景技術

我國煤礦安全形勢依然嚴峻，危害頻發。據統計，超過50％的國有重點礦井有煤層自然發火傾向，因煤炭自燃而引起的火災占礦井火災總數的85％-90％。近年來，我國廣泛采用綜采放頂煤開采技術，使得生產效率大幅提高的同時，采空區遺留殘煤多、冒落高度大、漏風的情況也越發嚴重，使得自燃火災頻繁發生，時常會導致價值成百上千萬的綜采裝備被封閉在火區中，此外還使大齡的煤炭被火區凍結，造成巨大的經濟損失。煤炭自燃已成為制約高產高效礦井安全生產與發展的主要因素之一。

目前國內為了防止采空區遺煤自燃，在完成采煤工作以后，不間斷的往采空區中注入防滅火材料，例如氮氣、黃泥漿等，并沒有對采空區煤自燃發火情況的進行判斷，而智能在線聯動化的防滅火工藝較少，這種方式增加了經濟成本，且頻繁的注入氮氣或黃泥漿，會造成富裕產生，導致降低環保效益。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種采空區煤自燃災害智能在線監測與聯動處置裝置，解決了現有采空區煤自燃預測和防滅火不能夠智能實時響應處置問題。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種采空區煤自燃災害智能在線監測與聯動處置裝置，包括智能在線監測分析模塊、數據智能顯示模塊、智能判識模塊和防滅火聯動控制模塊；

智能在線監測分析模塊包括多指標氣體濃度傳感器和溫度傳感器；數據智能顯示模塊包括實時顯示單元和變化趨勢單元，實時顯示單元用于顯示氣體濃度和溫度，變化趨勢單元用于顯示氣體濃度、溫度隨時間變化的規律信息；當實時氣體濃度、溫度超過預設值時，智能判識模塊發出預警；防滅火聯動控制模塊用于當接收到智能判識模塊預警后，控制防滅火裝置對采空區進行干預；當氣體濃度、溫度不高于預設值，且防滅火裝置工作狀態下，智能判識模塊發出信號，防滅火聯動控制模塊控制防滅火裝置關閉。

作為一種優選方案，智能在線監測分析模塊包括井下取樣裝置和分析單元，井下取樣裝置包括主管，主管內設有若干支管，不同支管端部位于采空區內不同高度位置，每個支管端部均設有溫度傳感器和抽氣泵；分析單元包括多指標氣體濃度傳感器和/或氣相色譜儀，支管管道連接多指標氣體濃度傳感器和/或氣相色譜儀。

作為一種優選方案，多指標氣體濃度傳感器用于測量包括CO、CH₄、C₂H₄和O₂在內的氣體。

作為一種優選方案，分析單元和智能判識模塊集成式設置在主機內，主機上設有電源開關和重啟開關。

作為一種優選方案，主機上還設有存儲器，存儲器分別與分析單元和智能判識模塊信號連接。

作為一種優選方案，防滅火裝置為注氮裝置或注漿裝置，防滅火裝置上設有電磁閥，電磁閥與防滅火聯動控制模塊信號連接，防滅火臉孔質控模塊用于控制電磁閥的啟閉。

綜上所述，本發明具有以下有益效果：

(1)本發明通過智能在線監測分析模塊，對從采空區中采集出來的氣體和溫度進行實時的數值以及變化趨勢線可視化顯示，從而為技術人員掌握煤自燃的進度提供了充分的數據；