基于复合传感信号的采空区火灾监测系统设计.pdf

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1、2015年第2期煤矿机电·23·基于复合传感信号的采空区火灾监测系统设计李军㈦，张书林1”，龚仲强1’2，孙世岭L2(1．中国煤炭科丁集团重庆研究院，重庆400039；2．瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆400037)摘要：基于光纤分布式测温技术及多种气体监测技术，提供一种在工作面回采过程中采空区指标气体在线监测系统。通过布设在采空区分布式测温光纤，监测采空区内温度分布及其动态变化，实现发火区域预报定位。关键词：分布式光纤测温；气体监测；火灾监测中图分类号：TD75+2．1文献标识码：B文章编号：1001—0874(2015)0

2、2—0023—04DesignofFireMonitoringSysteminGoafAreaBasedonCompositeSensingSignalLiJun1一，ZhangShulin1一，GongZhongqiang‘一，Sunshiling’·2(1．ChongqingResearchInstituteofCCTEG，Chongqing400039，China；2．NationalKeyLabforGasDisasterMonitoringandEmergencyTechnology，Chongqing400037，China)

3、Abstract：Basedontechniquesofdistributedopticalfibertemperaturemeasuringandmultiple—gasdetection，anon—linemonitoringsystemforindicativegasesinthegoafisputforward．Intheminingprocess，throughthedistributedopticalfiberinthegoal，thetemperaturedistributionanditsdynamicchangeinth

4、egoafaremonitoredtorealizethepredictionoffirearealocation．Keywords：distributedopticalfibertemperaturemeasuring；gasmonitoring；firemonitoring0引言火灾是煤矿主要灾害之一，其中采空区遗煤自燃发火占很高比例1。研究表明，采空区自燃区域随着工作面的推进而移动。由西安科技大学教授徐精彩等人提出的采空区自燃危险区域判定理论认为。21：采空区自燃地区有散热带、自燃危险带和窒息带，受工作面推进速度影响，煤炭自燃主要发

5、生在自燃危险带内。建立了采空区自燃危险区判定模型。找到采空区自燃危险带，并采取一定的技术手段，就可有效防治采空区火灾。目前主要是通过束管监测系统对采空区的标志气体进行分析预警。传统束管监测系统由于抽气管路长，容易堵塞，分析值滞后时间长；管理难度大，监测数据可信度差，不能准确定位发火自燃区域‘3。随着检测技术、微电子与通信技术的不断进步，基于多元信息融合的探测技术成为可能；建立一套以分布式测温系统为主与安全监控系统多判据信息融合技术的综合判据系统，探测和识别煤炭自燃发火区域，系统采用信息层、特征层和决策层融合结构。该系统能及时准确地对采空区

6、隐患进行预警，降低采空区自燃发火的风险，提高井下作业的安全性。1火灾监测系统总体目标为了有效监测煤矿火灾，系统的总体目标有以下几点：1)通过监测采空区的环境温度，及时提供准确的温度信息，监测发火区域大小及其分布。2)采空区发火区域准确定位，为采取防火措施提供可靠的位置信息。3)测温系统与井下在线束管气体检测传感器联动，研究采空区发火规律，开展早期发火区域防治工作。2火灾监测系统设计原则系统采用业界领先的技术设备，保证系统的处·24·煤矿机电2015年第2期理能力。系统自身具有通讯故障等自诊断功能，可准确诊断系统的各种故障及排除情况。整个系

7、统必须满足便于安装、管理、维护和使用的要求。系统软件和硬件配置及系统结构具有前瞻性，系统扩展无须变更系统的软件、硬件，不影响系统的运行。系统结构、设备选型、系统整体性能具有高性价比，在保证系统功能的前提下，充分利用现有设施和资源，以减少投资费用，缩短施工周期。3火灾监测系统设计方案3．1火灾监测系统设计总体思路采空区火灾监测系统是一种综合安全防灭火监测系统，由监控中心站、环网交换机、监控分站、分布式光纤测温主机、传感器组、声光报警器、阀门及其控制器、传输电缆(光缆)、灭火管网以及常规消防联动设施构成一引。通过对采空区发火特征参数进行在线检

8、测、分析监测数据。通过井下环网准确地将井下的气体分析结果传输给地面中心站，实现矿井采空区发火区域定位，进行实时、无盲区温度监测及火灾特征参数监测，达到对采空区火灾预警、发火区域惰性气体充填和发