矿井煤层自燃多参数监测系统的实践

针对传统矿井井下火灾监控系统监测方式单一、无法实现实时在线监测、监测结果偏差大、维护费用高等问题,在分析现有监控系统基础上设计一种多参数监控系统,将温度探测及气体探测相结合,实现对井下采空区遗煤自燃产生的O2、CO、CH4、CO2等气体、温度变化等在线实时监测,并介绍了多参数监控系统的监测原理、结构组成、系统应用特征等详细参数,最后以12306采面为工程背景,对监控系统的温度、气体监测布置方式进行阐述。现场应用表明,设计监控系统可以对采空区及采面气体成本、温度变化等进行实时自动监测,提高了矿井火灾预警能力以及火灾防治水平,效果显著。     

煤矿采空区自然发火多参数监测系统研究

提出采用气体分析法和测温法相结合来监测煤自燃特征信息的方法,针对采空区煤自燃特征信息特点,研发了采空区无线自组网温度监测系统,并集成煤自燃束管监测系统和安全监控系统系统,构成可对矿井采空区不同位置指标气体和温度同时实时监测的新型煤矿采空区自然发火多参数监测系统。重点在监测方法、系统集成、关键单元的设计和监测方案等方面进行了研究,该系统的研究对于早期发现矿井采空区浮煤自燃隐患,判断自燃危险程度,确定自燃危险区域提供可靠依据。     

煤矿火灾多参数感知监测装置设计

针对煤矿采空区存在潜在的火灾问题,分析了煤矿井下火灾监测需求,研发了一种煤矿火灾多参数感知监测装置。该装置属于矿用隔爆兼本质安全型设备,运用装置内部气体采集板对采空区内CH_4,O_2,CO_2,CO气体进行监测,并采用分布式光纤原理实现对温度的测量。在实验室进行的模拟试验中,该装置可以对温度和气体实时测量。煤矿实际使用结果表明,该煤矿火灾报警装置能提供详细的温度分布情况和气体浓度值并能及时报警,方便工作人员随时掌握煤矿采空区各种参数,可提高采空区煤自燃发火预警与识别的时效性、准确性和可靠性。     

分布式温度监测系统在煤自燃预警中的应用

综采放顶煤工艺开采的易自燃煤层具有推进速度相对较慢,采空区一次冒落空间大,整体漏风严重,浮煤遗留多等特点,易造成煤自燃灾害发生。为有效实现开采过程中煤自燃监测,提高煤自燃预警效果,研制出XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统,进行柴家沟煤矿42223工作面现场应用。通过对初采阶段、回采期间、末采及回撤期间温度与CO监测数据分析,得出了XD-JX-T001型分布式温度监测预警系统能够实现采空区温度连续监测、且定位准确、可靠性强,对煤自然发火状态能做到精准辨识。     

基于ZigBee的采空区无线自组网测温系统分析

 煤自燃是煤矿重大灾害之一,不仅造成经济损失而且为矿井安全生产埋下重大隐患。采空区是易发生煤自燃的重点区域,因此,对采空区煤自燃进行早期监测显得尤为重要。鉴于采空区的特点,一些常用监测方法较难实施,而利用温度传感器自动监测采空区温度成为较好选择。文章主要介绍了基于ZigBee的无线自组网测温技术于采空区的应用。系统中各测温节点间实现无线通信,并将实时监测的温度信息传输至地面监控中心。通过模拟巷道试验、现场工业试验表明该系统在复杂环境下和设计距离范围内通信稳定,能够准确、较长时间、较大范围对采空区温度进行监测,最终达到对采空区煤自然发火早期预测的目的。     

基于多参数监测系统的采空区遗煤自燃监测方案

在介绍采空区遗煤自燃多参数监测系统功能和特点的基础上,通过分析常规放顶煤开采遗煤的散布规律,圈定采空区自燃危险区域,以分布式测温光纤及井下管束为采空区自燃的监测装置,并设计了光缆布置的防护装置,提出了相应监测方案。研究结果表明:所采用的监测装置及系统可对厚煤层开采工作面采空区自燃进行实时有效地监测。     

基于测氡法的余吾煤矿采空区火区探测研究

为了探测出井下采空区煤自燃位置及圈划火区范围,分析了采空区发火机理和氡气性质,表明煤自燃温度升高,伴随着氡气的析出和垂直向上转移,在地面集聚氡气。基于此,通过探测地面氡气含量,即可间接地检测到井下采空区发火的大致范围或区域。结合井下巷道布置系统图,确定了余吾煤矿N12区域的发火区域范围。     

采空区煤自燃分布式光纤温度监测预警技术的研究与应用

为了克服一些传统方法对采空区煤自燃温度场监测的不足,提出了一种本质安全、监测范围广泛的采空区煤自燃分布式光纤温度监测预警技术。基于自发后向拉曼散射的分布式温度测量技术,研制出矿用隔爆型分布式光纤测温装置;采用恒温拟合方法和经验公式修正温度误差,提高了检测温度的精确度;开发出采空区煤自燃分布式光纤温度监测预警软件系统,提出在采空区三带范围内将感温光缆采用倒“弓”形的布置方法。试验结果表明:将该系统可实时监测采空区温度场分布及其变化趋势,并实现煤自燃的分级预警和发火位置的判定,对矿井防灭火工作具有重要的指导作用。     

复产矿井煤炭自燃隐患排查及治理技术

矿井长时间的停产,井下巷道、通风系统、气体环境等条件发生较大的变化,其中,煤巷失修变形漏风、采空区密闭等是井下煤炭自燃防治工作的重点。根据新集一矿复产期间井下安全隐患排查,发现自然发火隐患,对井下通风系统、通风风压和气体环境等进行监测,绘制通风网络图和CO气体浓度监测作为自燃发火点的判断依据。通过综合排查和监测,排除采空区遗煤自燃的可能,找出巷道漏风引起自燃发火点的位置。针对性地加强巷道堵漏及注入惰性气体等方式,快速地将CO气体浓度降低到安全值,同时高温点的温度也快速地降低,减小了安全隐患继续扩大的可能性,为及时复产提供了安全保障。     

采空区煤炭自燃无线监测系统的设计

采空区煤炭自燃是长期危害煤矿安全生产的主要灾害之一,煤矿采空区煤炭自燃监测对于制定预防自燃措施至关重要。基于现有采空区参数采样方法存在的不足,笔者设计了一套以矿井原有基站、中心站为基础的采空区煤炭自燃无线监测系统,该系统由设在采空区的多组信号发射器和采掘工作面便携式接收器构成,通过井下监测监控网络实现对采空区参数的地面实时监测。