传统束管监测系统存在的问题

目前，采空区煤炭自然发火预测预报中，应用较为准确的手段主要为束管监测系统。煤矿自然发火束管监测系统是用于煤矿自燃火灾预测预报的系统,它与矿井监测监控系统部分功能类似,也是检测矿井各地点的气体浓度情况,与监测监控系统不一样的是,它通过气体采样泵,将井下监测点气体输送至由微机控制的矿用本安型自然发火束管激光监测系统主站中,进行气体组分浓度的检测,能够同时检测和自然发火有关的气体浓度。

传统束管监测系统存在的问题：

①长距离抽气问题：分析室设于地面，小型矿井抽气距离约 2 km，大型矿井可达 5～15 km。延长抽气时间虽能将气样送至地面，但与井下现场气样检测结果偏差极大，数据无效。

②采空区束管布设问题：按要求需在散热带、氧化带、窒息带各布设束管，其中上隅角散热带束管可正常取样；氧化带、窒息带束管易被顶板垮落煤矸石压断、漏气，或被采空区积水淹没，无法采集到有效气样。

③束管安装与维护问题：聚乙烯束管管径小、管路长，需分段连接，接头多易漏气，会混入巷道空气，降低气样纯度；管径细、抽气量小，进一步影响气样真实性与准确性。

④系统预警滞后问题：检测流程复杂，需预热、标校，单样分析近半小时，误差大；无法实时预警，需完成全循环检测并出具报表后才能上报，难以满足火灾防控要求。

⑤管理与人为缺陷：操作人员水平与责任心不足，易出现预热不足、未标校、分析时间不够等问题；检测前未检查管路，检测后未与监控系统、人工检测数据比对，数据可靠性无法保证。

江苏吉安科技研发的矿井自燃火灾监测与智能预警系统由煤矿自燃发火全激光束管监测装置、分布式光纤测温装置、数据传输网络及B/S架构地面软件构成。气体采样泵对监测点循环取样，采用激光光谱分析技术，实时精准监测O2、CH4（甲烷）、CO、N2、CO2、C2H4（乙烯）、C2H2（乙炔）、C2H6（乙烷）、H2S（硫化氢）、NH3（氨气）等十种与煤自燃相关的标志性气体浓度；沿线布置测温光缆，实时获取采区巷道全线温度；在回风隅角及采空区布设多参数传感器，构建工作面全域火情监测网络体系，提升关键区域火灾防控能力。数据实时传输至地面服务器软件进行融合分析，基于煤自燃预警指标模型，实现趋势预测、分级预警与联动处置。结合工作面推进，动态分析可视化采空区“氧化带、散热带、窒息带”的空间演化规律，为矿井预报和防治提供行动决策依据。

参考文献：

[1]白康康. 煤矿自然发火束管监测系统的优化应用[J]. 陕西煤炭,2026,45(1):182-185.