矿井煤自燃是煤矿五大灾害之一,在我国的国有主要煤矿,矿井中有超过56%的煤矿都存在着自燃发火的危险,而煤炭自燃引起的火灾占煤矿火灾总数的90%以上。
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传统的火灾检测系统主要依赖于温度传感器、烟雾探测器等设备,这些设备在矿井复杂的环境中常常面临传感器故障、误报或漏报等问题。目前对采空区内自燃发火倾向的预测主要是通过传统长距离束管系统抽取样品气体到地面,对取样气体成分、浓度进行分析预警,但实际应用过程中存在以下主要问题。由于传统长距离束管系统的抽气管路长、阻力大,存在漏气的情况,束管内漏气容易造成取样气体被稀释,导致分析出来的气体浓度偏低。束管外漏会造成一氧化碳、甲烷等有毒有害气体扩散到巷道内造成危险。传统色谱监测需要定期标定,数据准确性不能保证。传统色谱监测方式无法长期实现井下井上联网,数据分析、展示欠缺实时性和直观性。对技术人员素质要求高,检测人员的素质高低对监测结果影响较大。缺乏综合技术软件平台的支持,在火灾综合预警分析、数据关联处理方面功能无法实现自动化、数字化。
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]邓尧.基于光纤测温和激光束管的矿井下火灾预测[D].长春工业大学,2025.
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