[发明专利]矿井内因火灾监控预警系统

说明书

本发明公开了一种矿井内因火灾监控预警系统。矿井内因火灾隐蔽性强，并且易引发瓦斯爆炸、粉尘爆炸的二次灾害，造成大量人员伤亡；现有内因火灾报警系统延迟时间长，易发生错报和漏报。所述系统主要包括信息处理服务器、报警装置、通信网络、灭火装置、气体浓度遥感装置、温度监测装置等；系统可通过气体浓度遥感装置对监测区域环境中的气体浓度等特征进行监测，并通过对温度等监测数据综合分析发出火灾报警，并进行灭火。所述系统可准确监测内因火灾特征气体，大大提高了报警准确度，为煤矿安全生产提供重要保障。

技术领域

本发明涉及一种矿井内因火灾监控预警系统，该系统涉及传感器技术、激光技术、光谱分析技术、信号处理技术等领域。

背景技术

煤炭是我国主要能源，约占一次能源70％。煤炭行业是高危行业，瓦斯、火灾、顶板、煤尘等事故困扰着煤矿安全生产。煤矿矿井火灾包括内因火灾和外因火灾，内因火灾因为隐蔽性强不易被发现，并且易引发瓦斯爆炸、粉尘爆炸的二次灾害，造成大量人员伤亡。因此在内因火灾初期及时发现并能够及时扑灭具有非常重要的意义。煤矿绝大多数的内因火灾发生在隐蔽地点，传统的仪器仪表探测技术都难以确切、迅速的找出隐蔽火源的位置和范围。目前内因火灾的监测方法主要采用气体监测和温度监测，气体监测是通过束管系统抽取样气到地面对标志气体进行分析，由于气体抽取的路径较长，易发生漏气和堵管，而且采用这种方法的延时较长，易错过最佳的灭火和逃生时机，此外采用这种监测方法无法准确定位火源，为救灾带来不便。目前光纤分布温度监测方法也得到了应用，但光纤存在易损坏、安装较为复杂、维护困难等问题。因此需要一种新的矿井内因火灾监控预警系统，以满足煤矿安全生产要求。

发明内容

本发明目的在于提供一种矿井内因火灾监控预警系统，可遥感监测内因火灾引起的温度和标志气体CH₄、CO、CO₂、O₂、C₂H₂和C₂H₄的浓度变化，根据监测得到的异常数据进行火灾报警，并对火灾区域进行灭火，减小火灾危害范围。所述系统主要包括气体浓度遥感装置、温度监测装置、灭火装置、信息处理服务器、报警装置和通信网络；气体浓度遥感装置主要包括激光发射器、激光接收器、控制处理单元和显示单元；气体浓度遥感装置采用开放气室，可对采空区环境中多种气体浓度进行遥感监测；气体浓度遥感装置具有激光测距功能；信息处理服务器负责处理气体浓度数据和温度数据，当监测数据满足报警条件，则通过报警单元发出声光报警，通过通信网络发送火灾报警信息，并通过灭火装置进行灭火。

1.所述系统进一步包括：系统的气体浓度遥感装置采用下述方法进行不同距离区域的气体浓度监测：装置在同一点发射不同方向的两束激光，对不同距离的反射点A和B进行测量；设测得反射点A的距离为L_A，气体平均浓度为M_A，测得反射点B的距离为L_B，气体平均浓度为M_B，则A点到B点距离区域的气体浓度可用近似表示。

2.所述系统进一步包括：系统的气体浓度遥感装置采用下述扫描监测方法进行扫描监测：气体浓度遥感装置的激光发射器发射不同方向的激光束进行气体浓度和距离监测，获得气体浓度、距离和发射方向组成的数据序列，经处理后得到不同距离区域的气体浓度。

3.所述系统进一步包括：系统的气体浓度遥感装置的激光发射器采用可自动调节发射方向的激光发射器，控制处理单元以扫描监测方式控制激光发射器发射方向，进行不同方向气体浓度和距离监测。

4.所述系统进一步包括：系统的气体浓度遥感装置的激光发射器采用可自动调节发射方向的激光发射器，控制处理单元以扫描监测方式控制激光发射器发射方向，进行不同方向气体浓度和距离监测。

5.所述系统进一步包括：系统的气体浓度遥感装置的激光发射器通过激光源产生激光，一个激光源可产生用于探测多种气体的激光。