中煤科工光纤测温采空区煤自燃监测预警系统

分布式光纤测温系统对采空区内温度进行实时在线监测是为进一步提高采空区的监测可靠性，研究采空区自然发火的规律和特点，从而为采取针对性的防灭火措施提供准确可靠的依据的新技术。利用光纤分布式测温技术对工作面进风巷、回风巷及开切眼、停采线等位置进行温度分布式温度监测，及时发现温度异常点，将煤的自燃抑制在早期阶段，对控制预防采空区自然发火具有重要意义。

基于光纤测温的采空区煤自燃监测预警系统由地面监测主机（含采空区煤自燃监测预警软件）、传输通道、井下隔爆兼本安型测温主机（含键盘）、测温光缆及保护套组成。

(1) 监控主（备）机：后台计算机，双机热备运行

(2) 主传输通道：依托现场已有的光纤工业以太环网。

(3) 隔爆兼本安型测温主机（含键盘）：实现采空区温度无源分布式测量。

(4) 测温光缆及保护套：采用采空区专用高强度测温光缆，及配套的保护套保护。

系统功能

采集功能：实时、连续、大范围的环境温度监测；

分析功能：具有准确检测采空区环境温度场变化趋势、实现采空区煤自燃预警的功能；

报警联动功能：可根据所在报警区域温度预先设定的报警值发出报警信号并输出相关的联动信号；

井下人机交互功能：测温主机配置有10.4寸彩色液晶显示屏和电脑键盘，在井下就可配置参数且查询到各测点实时温度等参数；

历史数据存储和查询功能：具有测量点历史数据、异常报警记录存储和查询功能；

故障诊断功能：识别感温光缆断裂状态及位置，识别关键设备故障；

联网功能：配置有网络接口和标准协议，易于矿井自动化平台、其它子系统连接。

系统特点

无缝兼容安全监控系统

该系统中温度监测主机作为分站级设备，通过工业环网，无缝接入安全监测监控系统（KJ95N或其他安全监测系统）。系统上位机软件作为安全监测系统的温度监测子系统，不仅完善了安全监测系统对火灾的监测，也可以减少人员、设备的维护费用。系统有网络接口可以与其他系统进行数据通讯，将本系统的数据上传给上一级系统或者服务器。可以通过安全监测系统网络连接到集团公司，进行远程访问系统数据，便于随时了解煤矿采空区温度情况。

针对采空区环境的高强度、施工方便的防护方案（已申请专利）

根据以往项目实施经验得知，由于采空区环境恶劣，机械设备、人员复杂，常常会在工作面上下隅角、支架后部、停采线撤架位置以及密闭墙等位置光纤容易发生断裂，本系统采取采空区专用高强度测温光缆，该光缆本身就具有一定抗压抗拉强度，对于一般近水平煤层，其强度已经满足采空区环境需要，同时，对于急倾斜煤层等环境更加恶劣的采空区，设计了成本低、强度高、柔韧性好、传热效果好、且容易施工的专用保护套，不仅提高了测温光缆的抗砸抗拉能力，还能保证温度监测的有效性，光缆外径结构简单，热渗透快，测温响应快，结构更柔韧、轻便，同时方便施工，通过采取有效的防护措施，避免了光纤因拉力、落煤（石）冲击力、人为、机械等原因破坏，确保监测过程光纤完好。光纤沿走向敷设于井下巷道、工作面及采空区内，也可直接埋设于火灾隐患的高沈阳软件制作温区域，连续监测长距离大范围的环境温度信息，为煤矿井下温度监测等应用提供优质的温度监测方案。

智能的温度监测主机

测温主机作为光纤分布式温度监测系统的核心设备，一方面为现场多模感温光缆提供激光脉冲信号，另一方面采集散射光信号进行分析，输出光缆沿线的温度数据和位置信息。光学器件集成在一个高度集成的光学构件中，该光学构件全面密封，有效防止光学器件出现凝结和灰尘现象，避免光器件出现过早老化，延长系统寿命；高性能高稳定光学器件、数据采集系统、工控机，用以完成采集现场实时数据，分析并显示实时和历史数据。测温主机具有多通道，插损小，易扩展；具有更高的温度精度和空间分辨率；提供各种报警指示接口，方便了解运行状态；提供网口、串口、USB等多种接口方式，可以将监测数据通过矿上已有的通讯监控网络传输到地面，从地面进行远程监控。提供井下实时显示功能，包括通道的选择、实时温度曲线显示、定温报警（设定最大温度/最低温度值）、差温报警（温升速率报警）、光纤破坏报警等。系统可瞬时判定光缆故障并准确定位，具备优异的功能扩展特性。

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