一種煤礦采空區(qū)測溫系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測溫系統(tǒng)，特別是涉及一種能夠多點(diǎn)連續(xù)測量煤礦井下采空區(qū)惡劣環(huán)境現(xiàn)場溫度變化的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]為全面掌握煤礦采空區(qū)自然發(fā)火規(guī)律，過去主要采用分離式電子溫度傳感器。根據(jù)國家煤礦安全標(biāo)準(zhǔn)，為防止引起采空區(qū)火災(zāi)和瓦斯爆炸等危險(xiǎn)，規(guī)定不能有帶電設(shè)備進(jìn)入煤礦采空區(qū)，因此限制了分離式電子溫度傳感器的有效應(yīng)用；另一方面，過去的研究設(shè)備和方法與光纖傳感技術(shù)相比，存在檢測滯后以及增加檢測的復(fù)雜性等問題。對采空區(qū)實(shí)施無源探測、實(shí)時分析、準(zhǔn)確預(yù)報(bào)，已經(jīng)成為煤炭自然發(fā)火預(yù)測技術(shù)的發(fā)展趨勢，也是煤炭行業(yè)的特殊需要。
[0003]在光纖傳感領(lǐng)域，光纖溫度傳感器的應(yīng)用前景十分廣闊。由于具有抗電磁干擾、無源探測、尺寸小、重量輕、耐溫性好、復(fù)用能力強(qiáng)、傳輸距離遠(yuǎn)、耐腐蝕、高靈敏度、易形變等優(yōu)點(diǎn)，光纖溫度傳感器已經(jīng)成功地成用于地球動力、化學(xué)醫(yī)藥、材料工業(yè)、水利電力、船舶消防和石油礦業(yè)等各個領(lǐng)域。光纖傳感技術(shù)在煤礦領(lǐng)域的應(yīng)用，僅限于傳輸井下信號和監(jiān)測機(jī)電設(shè)備溫度。本發(fā)明是利用分布式光纖傳感技術(shù)實(shí)時監(jiān)測煤礦采空區(qū)溫度變化，完成數(shù)據(jù)的存儲、分析與上傳，形成集光纖傳感、光纖傳輸、光電控制等技術(shù)于一體的多點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測系統(tǒng)，從而有效控制煤礦火災(zāi)、瓦斯爆炸事故的發(fā)生。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種測量煤礦井下采空區(qū)溫度的一種煤礦采空區(qū)測溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于DTS分布式光纖測溫解調(diào)裝置和礦用感溫光纜對采空區(qū)進(jìn)行測溫，實(shí)現(xiàn)了對煤礦采空區(qū)大面積的溫度變化進(jìn)行無源、實(shí)時和多點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測。
[0005]本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
一種煤礦采空區(qū)測溫系統(tǒng)，其特征是在煤礦工作面綜采支架后方，按照“S”型布置一種礦用加強(qiáng)型感溫光纜，布置間距可根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整，礦用加強(qiáng)型感溫光纜沿軌道順槽一直布置到防火門之外，通過光纖接續(xù)盒與主光纜相連接，主光纜鋪設(shè)到井下光纖交換機(jī)，然后跳轉(zhuǎn)到井上光纖交換機(jī)，最后在井上地面監(jiān)測室與光纖傳感解調(diào)王機(jī)相連接，在顯示器上實(shí)時顯示井下采空區(qū)的溫度變化。
[0006]所述的礦用加強(qiáng)型感溫光纜由緊套光纖、礦油型纜膏、無縫不銹鋼管和相互絞合的鋼絲組成，抗拉強(qiáng)度能達(dá)到2000N/mm2，抗壓強(qiáng)度能達(dá)到3000N/mm2，并且能夠抵抗一定強(qiáng)度的沖擊。
[0007]所述的主光纜為4芯、6芯或者8芯礦用光纜，光纜外護(hù)套采用阻燃PVC護(hù)套料，光纜護(hù)套和纜芯間進(jìn)行金屬鎧裝以隔離護(hù)套和纜芯，在纜芯外繞包不燃云母帶。
[0008]所述的光纖接續(xù)盒為礦用本安型光纜接線盒，具有防爆標(biāo)志ExibI，能在具有爆炸性氣體、煤塵和淋水環(huán)境中使用，使用溫度為_20°C ?100°C。
[0009]所述的光纖交換機(jī)是一種高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸中繼設(shè)備，它較普通交換機(jī)而言采用了光纜作為傳輸介質(zhì)，其優(yōu)點(diǎn)是速度快、抗干擾能力強(qiáng)。
[0010]所述的光纖傳感解調(diào)主機(jī)包括光纖信號解調(diào)系統(tǒng)機(jī)、工控機(jī)和顯示器。其中光纖信號解調(diào)系統(tǒng)機(jī)的關(guān)鍵是光纖信號的解調(diào)，主要包括兩部分:一部分為光信號處理，完成光信號波長信息到電信號的轉(zhuǎn)換，其中傳感器的中心反射波長的分析是解調(diào)的關(guān)鍵；另一部分為電信號處理，完成對電信號的運(yùn)算處理，提取外界信息，并以人們熟悉的方式顯示出來。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)與效果是:
1、解決了煤礦采空區(qū)監(jiān)測范圍小的問題。傳統(tǒng)的采空區(qū)測溫，只能利用便攜式工具測量采空區(qū)表面浮煤或矸石的溫度，或者利用預(yù)先埋入的溫度傳感器監(jiān)測特定位置的溫度。利用分布式光纖監(jiān)測采空區(qū)溫度時，可以連續(xù)多點(diǎn)測量感溫光纜上的溫度，監(jiān)測范圍大幅度增加。
[0012]2、解決了煤礦采空區(qū)測溫響應(yīng)緩慢的問題。利用分布式光纖監(jiān)測采空區(qū)溫度時，可以快速、實(shí)時和在線監(jiān)測采空區(qū)溫度，與便攜式測溫工具測溫相比，大大縮短了測溫周期。
[0013]3、解決了煤礦采空區(qū)測溫的安全問題。利用分布式光纖監(jiān)測采空區(qū)溫度時，井下部分無需帶電，即無源監(jiān)測，解決了傳統(tǒng)催化燃燒式溫度傳感器需要帶電監(jiān)測的弊端。
[0014]4、解決了煤礦采空區(qū)測溫的用工問題。采用便攜式測溫工具測溫時需要專人每天去井下測溫，利用分布式光纖監(jiān)測采空區(qū)溫度時，可以解放部分勞動力，提高了工作效率。
【附圖說明】
[0015]圖1為煤礦井下加強(qiáng)型感溫光纜鋪設(shè)示意圖。
[0016]圖2為分布式光纖測溫系統(tǒng)流程圖。
[0017]圖中標(biāo)號為:1為礦用加強(qiáng)型感溫光纜、2為采空區(qū)、3為綜采支架、4為軌道順槽、5為光纖接續(xù)盒、6為主光纜、7為井下光纖交換機(jī)、8為工作面、9為皮帶順槽、10為井上光纖交換機(jī)、11為光纖信號解調(diào)系統(tǒng)機(jī)、12為工控機(jī)、13為顯示器、14為井上地面監(jiān)測室。
【具體實(shí)施方式】
[0018]一種煤礦采空區(qū)測溫系統(tǒng)，其特征是:煤礦生產(chǎn)期間，隨著工作面8的推進(jìn)在綜采支架3后方，按照“S”型布置一種礦用加強(qiáng)型感溫光纜1，布置間距可根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整，礦用加強(qiáng)型感溫光纜I沿軌道順槽4 一直布置到防火門之外。通過光纖接續(xù)盒5，使礦用加強(qiáng)型感溫光纜I與主光纜6相連接，主光纜6鋪設(shè)到井下光纖交換機(jī)7，經(jīng)過井下多次光纖交換機(jī)的跳轉(zhuǎn)，最后跳轉(zhuǎn)到井上光纖交換機(jī)10，最后在井上地面監(jiān)測室14內(nèi)與光纖傳感解調(diào)主機(jī)11相連接，經(jīng)工控機(jī)12控制，并在顯示器13上實(shí)時顯示井下采空區(qū)的溫度變化。
[0019]煤礦巷道結(jié)構(gòu)簡單或者工作面距離井上短時，井下可以不用光纖交換機(jī)進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。通過主井或副井井口，直接把主光纜鋪設(shè)到地面監(jiān)控室，從而簡化系統(tǒng)組成，減少光信號損失。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤礦采空區(qū)測溫系統(tǒng)，其特征是在煤礦工作面(8)綜采支架(3)后方，按照S型布置一種礦用加強(qiáng)型感溫光纜(I )，布置間距可根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整，礦用加強(qiáng)型感溫光纜(I)沿軌道順槽(4) 一直布置到防火門之外，通過光纖接續(xù)盒(5)與主光纜(6)相連接，主光纜(6)鋪設(shè)到井下光纖交換機(jī)(7)，然后跳轉(zhuǎn)到井上光纖交換機(jī)(10)，最后在井上地面監(jiān)測室(14)內(nèi)與光纖傳感解調(diào)主機(jī)(11)相連接，經(jīng)工控機(jī)(12)處理后在顯示器(13)上實(shí)時顯示井下采空區(qū)的溫度變化。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦采空區(qū)測溫系統(tǒng)，其特征在于工控機(jī)和顯示器能顯示上述多點(diǎn)監(jiān)測結(jié)果及各種評價(jià)結(jié)論，以及打印和存儲各種數(shù)據(jù)。
【專利摘要】一種煤礦采空區(qū)測溫系統(tǒng)，涉及一種能夠多點(diǎn)連續(xù)測量煤礦井下采空區(qū)惡劣環(huán)境現(xiàn)場溫度變化的系統(tǒng)，該系統(tǒng)的測溫過程如下：在煤礦工作面綜采支架后方，按照“S”型布置一種礦用加強(qiáng)型感溫光纜，布置間距可根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行調(diào)整，礦用加強(qiáng)型感溫光纜沿軌道順槽一直布置到防火門之外，通過光纖接續(xù)盒與主光纜相連接，主光纜鋪設(shè)到井下光纖交換機(jī)，然后跳轉(zhuǎn)到井上光纖交換機(jī)，最后在井上地面監(jiān)測室與光纖傳感解調(diào)主機(jī)相連接，在顯示器上實(shí)時顯示井下采空區(qū)的溫度變化。該系統(tǒng)基于DTS分布式光纖測溫解調(diào)裝置和礦用感溫光纜對采空區(qū)進(jìn)行測溫，實(shí)現(xiàn)了對煤礦采空區(qū)大面積的溫度變化進(jìn)行無源、實(shí)時和多點(diǎn)連續(xù)監(jiān)測。
【IPC分類】E21B47/07
【公開號】CN104948171
【申請?zhí)枴緾N201410111729
【發(fā)明人】楊廣文, 段西凱, 姜進(jìn)軍, 梁運(yùn)濤, 賀明新, 王剛
【申請人】煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司
【公開日】2015年9月30日
【申請日】2014年3月25日