采空区煤自燃监测预警方法

采空区煤自燃风险主要是由于漏风供氧通道的存在，使得采空区遗煤长期氧化蓄热：该通道同时会影响瓦斯的迁移与集聚过程，这又为煤自燃与瓦斯复合灾害的发生提供了必要条件，进一步加剧了采空区煤自燃的危险程度。煤自燃过程中会析出CO、C2H4、C2H6等指标气体，其析出特征与煤自燃程度密切相关：同时会释放大量热量，环境温度升高。由于采空区环境相对封闭，产生的气体和热量不易消散，所以，基于气体和温度的监测技术是目前最常用的采空区煤自燃监测方法。

传统的气体监测方式主要采用束管监测系统。束管监测通过工作面回采将束管埋入采空区，随之借助抽气泵将监测地点的空气抽送至分析仪器中进行分析。束管监测可实现对测点气体的连续监测，可靠性高。然而，束管监测依靠管路抽送测点气体，因此存在一些缺陷：①束管易被采空区上覆岩层垮落砸断保护钢管导致漏气，抽检气体易被采空区气体污染。②管路过长导致监测数据在时间上存在滞后性。当前使用的负压束管监测系统在发生泄漏后外界气体会进入管道内，导致检测气体失真，且负压系统输送动力较小，无法实现快速输送气体。随着采深增加，束管监测逐渐出现抽气距离长、阻力大和束管维护困难等问题。此外，采空区内气体分布不均，测点收集的气体不能完全反映采空区真实的气体组分和浓度，无法做到对采空区气体信息的准确把握。

徐州吉安矿业科技有限公司研发的煤自燃在线监控与智能预警系统主要由数据采集层、数据传输层、控制及数据分析层三部分组成，实现了井下气体自动采样、分析及预警的功能。地面上位机能够实时显示井下设备工作状态、远程控制井下设备的工作模式、对指定地点气体进行采样分析，信息化、智能化程度高，灵活便捷。公司研发团队对全国近200多个矿的煤样进行了标志性气体产生规律的测试，并分析总结出了不同煤种的煤自燃预警临界指标。可以依据应用矿井的煤种设置煤自燃预警临界指标，系统软件会自动调用内置分析模型，通过与监测数据的对比分析，实现对煤自燃的低温氧化智能预警。

参考文献：

[1]邓军,刘登祯.煤自燃监测预警技术研究进展及展望[J].工矿自动化,2025,51(7):1-14