基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法_2

文档序号:9906662阅读:来源:国知局
其特征在于:步骤一中在煤矿采空区布置多个用于检测CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度的气体浓度及温度感测探头的具体方式为:在采空区供电及传输线上每隔10米串接一个气体浓度及温度感测探头,在工作面两道处每隔1m布置一条监测线,在工作面中部每隔20m布置一条监测线,在每条监测线上每隔10米串接一个气体浓度及温度感测探头。
[0023]上述的基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法,其特征在于:所述供电及传输线和监测线均为铠装传输输电线。
[0024]上述的基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法,其特征在于:所述气体浓度及温度感测探头为本安型气体浓度及温度感测探头。
[0025]上述的基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法,其特征在于:步骤二中所述井下监控主机还对其接收到的CO气体浓度信号、C2H4气体浓度信号和温度信号进行存储和显示,并绘制出CO气体浓度随时间变化的曲线图、C2H4气体浓度随时间变化的曲线图和温度随时间变化的曲线图进行显示。
[0026]上述的基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法,其特征在于:步骤3014中,将所述采空区遗煤自燃危险区域标记为红色,表示危险预警等级为IV级;将所述采空区遗煤出现自燃倾向区域标记为橙色,表示危险预警等级为m级;将所述疑似采空区遗煤出现自燃倾向区域标记为黄色,表示危险预警等级为Π级;将所述采空区遗煤自燃低温缓慢氧化区域标记为绿色,表示危险预警等级为I级;当所述采空区遗煤自燃危险区域与所述采空区遗煤出现自燃倾向区域重合时,标记为红色,表示危险预警等级为IV级;当所述采空区遗煤出现自燃倾向区域与所述疑似采空区遗煤出现自燃倾向区域重合时,标记为橙色,表示危险预警等级为m级;当所述疑似采空区遗煤出现自燃倾向区域与所述采空区遗煤自燃低温缓慢氧化区域重合时,标记为黄色,表示危险预警等级为Π级;其中,I级、Π级、m级和IV级的危险预警等级依次从低到高排列。
[0027]本发明与现有技术相比具有以下优点:
[0028]1、本发明的方法步骤简单,设计新颖合理,实现方便。
[0029]2、本发明能够较为精确地绘制采空区煤自燃过程指标气体浓度的分布图和煤自燃温度场图,从而全面的了解采空区可能发生自燃区域的整体情况,使得防火工作做到有的放矢。
[0030]3、本发明提供的煤火灾害危险预警方法不仅能够准确地判定煤火灾害的危险程度,而且能够精确地在采空区定位煤自燃危险区域,使得防火工作面重点突出,节省人力物力。
[0031 ] 4、本发明提供的煤火灾害危险预警方法的自动化程度高,智能化高,CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度数据依据气体浓度及温度感测探头自动采集,并通过通信光纤接入工业环网,再传输给地面监控计算机,地面监控计算机再对煤矿采空区各个气体浓度及温度感测探头检测到的CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度信号进行分析处理,进行煤火灾害危险预警。
[0032]5、本发明提供的煤火灾害危险预警方法的可靠性高,对采空区煤自燃程度预测全面准确,适用范围广,适用于各种开采情况下的煤矿采空区。
[0033]6、本发明根据采空区煤自燃过程的三个阶段对采空区的危险预警等级进行划分,划分出的四个危险预警等级从高到低分别为:1V级、采空区遗煤自燃危险区域;m级、采空区遗煤出现自燃倾向区域;π级、疑似采空区遗煤出现自燃倾向区域;I级、采空区遗煤自燃低温缓慢氧化区域;并将这些区域分别标为:绿色、黄色、橙色和红色,清晰直观反应了采空区煤自燃情况,有利于对采空区进行划分之后采取不同对策进行防治。
[0034]7、本发明的实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0035]综上所述,本发明的方法步骤简单,设计新颖合理,实现方便,自动化程度高,可靠性高,对采空区煤自燃程度预测全面准确,适用范围广,实用性强,使用效果好,便于推广使用。
[0036]下面通过附图和实施例,对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0037]图1为本发明所采用的煤矿采空区煤自燃指标气体监测装置的连接关系示意图。
[0038]图2为本发明气体浓度及温度感测探头在煤矿采空区的布置示意图。
[0039]图3为本发明基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法的方法流程框图。
[0040]附图标记说明:
[0041 ] I 一井下监控主机;2—气体浓度及温度感测探头;3—监测线;
[0042]4 一通信光纤;5 一工作面;6 一煤矿采空区;
[0043]7—地面监控计算机;8—工业环网。
【具体实施方式】
[0044]如图1、图2和图3所示,本发明的基于指标气体的采空区煤自燃危险程度判别与预警方法,包括以下步骤:
[0045]步骤一、煤矿采空区煤自燃指标气体监测装置的布置:在煤矿采空区6布置多个用于检测CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度的气体浓度及温度感测探头2,定义布置有气体浓度及温度感测探头2的位置为监测点,并将多个气体浓度及温度感测探头2连接至井下监控主机I,所述气体浓度及温度感测探头2内集成有CO气体传感器、C2H4气体传感器和温度传感器,所述井下监控主机I通过通信光纤4接入工业环网8并与地面监控计算机7通信;
[0046]步骤二、煤矿采空区煤自燃指标气体浓度的采集及传输:多个气体浓度及温度感测探头2分别对其布置位置处的CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度进行周期为T的周期性检测并传输给井下监控主机1,井下监控主机I将其接收到的信号通过通信光纤4和工业环网8传输给地面监控计算机7;其中,!~的取值为3?20分钟;优选地,!~的取值为10分钟;
[0047]步骤三、地面监控计算机7对煤矿采空区6各个气体浓度及温度感测探头2检测到的CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度信号进行分析处理,进行煤火灾害危险预警,具体过程为:
[0048]步骤301、以工作面5倾向方向为X轴,走向方向为Y轴,以CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度的高低为Z轴,建立空间直角坐标系,绘制煤矿采空区CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度场图;即绘制煤矿采空区CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度的三维分布图,具体实施时,是将煤矿采空区CO气体浓度、C2H4气体浓度和温度场图绘制在了同一坐标系下;
[0049]步骤302、判断煤矿采空区6是否出现了C2H4气体,当出现了C2H4气体时,执行步骤303,否则,执行步骤304;
[0050]步骤303、将出现了C2H4气体的监测点组成的区域定义为采空区遗煤自燃危险区域;
[0051 ]步骤304、在采空区除搜索出C2H4气体区域外的区域内,搜索出CO气体浓度最高的监测点和温度最高的监测点;
[0052]步骤305、将CO气体浓度最高的监测点处CO气体浓度与400ppm相比较,将温度最高的监测点处温度与7 O °C相比较,当C O气体浓度最高的监测点处C O气体浓度大于等于400ppm,或温度最高的监测点处温度大于等于70°C时,执行步骤306;当⑶气体浓度最高的监测点处CO气体浓度小于400ppm,且温度最高的监测点处温度小于70°C时,执行步骤309;
[0053]步骤306、以CO气体浓度最高的监测点或温度最高的监测点为中心点向外搜索相邻的监测点,当相邻的监测点中有监测点的CO气体浓度大于等于400pp
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