[发明专利]一种煤层早期自然发火测氡法监测方法及系统

权利要求书

1.一种煤层早期自然发火测氡法监测方法，其特征是，将测氡法应用于煤矿煤层早期自然发火监测，由以下步骤完成：

第一步，地面布置测点，见虚线方框(100)

101、选择自然发火监测区域

在煤层自然发火倾向性鉴定结果为自燃或容易自燃的煤矿矿井井田范围内，选取一个自然发火监测区域；

102、在监测区域布置测场基准点

在上述区域边界和区域内布置若干测场基准点；

103、由测场基准点布置测点

一个基准点一般为四个测点，形状为长方形、正方形或不规则方格网，网格边长一般为200m*200m；

104、确定是否加大监测密度

监测矿井自然发火倾向性等级为自燃或容易自燃，但本矿井及周边矿从没有发生过自然发火现象，正常布置测点，转到206；否则，转到105；

105、加大测点密度

在监测过程中，根据煤层赋存情况、矿井开采情况及监测情况，基准点进一步延伸，即缩小方格网网格边长到100M或50M或20M，加大监测密度；

第二步，提取野外数据，见虚线方框(200)

206、测点编号并布置测氡仪器

把所有基准点的所有测点进行编号，在每个测点布置测氡仪器，准备进行氡气气样或传感器信号采集，提取野外数据；

207、判断测氡仪器种类

判断测氡仪器是什么种类，是测氡传感器还是氡气α探杯；如果是测氡传感器，转到208；如果是氡气α探杯，转到209；

208、获取野外电脉冲传感信号

由测氡传感器获取氡及其子体的电脉冲信号，转到310；

209、氡气α探杯进行气体取样

需人工每天一次，在每个测点地下30-50cm处，埋设氡气α探杯，4小时后，并将氡气α探杯取出，转到311；

第三步，计算机分析，见虚线方框(300)

310、每个测氡传感器与监控分站相连，与四个或六个测氡传感器相连的监控分站与传输接口相连，传输接口与监控计算机相连，转到312；

311、取出氡气α探杯，立即置入CD-1α探杯测量仪测量，同时记下测量定时3min的野外测量数据，转到313；

312、监控计算机得出矿井自然发火监测结论；

313、将野外测量数据输入至计算机“测氡探火数据处理系统”，得出矿井自然发火监测结论。

2.一种煤层早期自然发火测氡法在线监测系统，此系统实现权利要求1所述的方法的技术方案步骤：第一步、第二步的206、207、208、第三步的310、312，其特征是，由测氡传感器、监控分站、传输接口、监控计算机依次相连组成。

3.根据权利要求2所述的煤层早期自然发火测氡法在线监测系统，其特征是，所述的测氡传感器，由依次连接的电离室、检测电路单元、脉冲信号输出单元，及接入检测电路单元的电源电路组成；埋入地下时，电离室内氡气α探杯杯口竖直朝下。

4.根据权利要求3所述的煤层早期自然发火测氡法在线监测系统，其特征是，所述的电离室，由收集电极(1)、电离室壁(2)、绝缘体(4)、绝缘体(6)、保护环(5)、氡气α探杯(7)组成；其结构在于，氡气α探杯(7)开口背向收集电极(1)，电离室底部(3)敞口。

5.根据权利要求3所述的煤层早期自然发火测氡法在线监测系统，所述的检测电路单元，由高压模块，光电倍增管、阻抗变换电路、调理放大电路、阀值电路依次连接组成，其特征是，它在高压模块供电电路侧增加间隔供电模块，每4小时供电3分钟，即每4小时测氡3分钟。

6.一种煤层早期自然发火测氡法间隔性监测系统，此系统实现权利要求1所述的方法的技术方案步骤：第一步、第二的206、270、209、第三步的311、313，采用与精确探测井下火源位置及火区范围的测氡方法相同的系统，即由氡气α探杯、CD-1α探杯测量仪和安装“测氡探火数据处理系统”软件的计算机配套使用，其特征是，将这种精确探测井下火源位置及火区范围的测氡法，应用于煤层早期自然发火的监测。