[发明专利]煤矿采场瓦斯与煤自燃耦合灾害监测系统及其监测方法

权利要求书

1.一种煤矿采场瓦斯与煤自燃耦合灾害监测系统，其包括采场气体取样仪和监测基站，所述采场气体取样仪包括活动式套管、位于所述套管顶端的上托盘和位于所述套管底端的下托盘，其特征在于：所述活动式套管是由上下两根无缝钢管套接在一起形成的，所述上无缝钢管和下无缝钢管的外侧均设置有一条矩形状缺口，两条矩形状缺口在一条直线上，所述矩形状缺口内布设有取样钢管，所述取样钢管为空心结构，在所述取样钢管的内部自下而上间隔均匀的划分为三个密封空腔，每个密封空腔内均布设有一组监测线，每组监测线均是由固定在一起的束管和测温线组成的；

所述下托盘的长度大于上托盘的长度，所述活动式套管内部设置有弹簧，所述下托盘上设置有压力传感器，所述弹簧的上部顶在所述上托盘上，下部顶在所述压力传感器上；

所述监测基站分为用于监测压力的基站一和用于监测气样和温度的基站二，所述压力传感器连接至所述基站一，监测线连接至所述基站二。

2.根据权利要求1所述的煤矿采场瓦斯与煤自燃耦合灾害监测系统，其特征在于：当上托盘最大限度的压缩弹簧时，所述取样钢管与上托盘之间留有缝隙。

3.根据权利要求1所述的煤矿采场瓦斯与煤自燃耦合灾害监测系统，其特征在于：所述上无缝钢管长度为800mm，内径为150mm，壁厚为3mm；下无缝钢管长度为800mm，内径为144mm，壁厚为3mm；下托盘直径为250mm，厚度为15mm；上托盘直径为160mm，厚度为15mm；取样钢管直径为33mm，壁厚为2mm。

4.根据权利要求1或2或3任一项所述的煤矿采场瓦斯与煤自燃耦合灾害监测系统的监测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、将工作面分为上、中、下三个部分，在工作面推进至初次来压步距L₀的1/2时，在采空区内沿工作面走向方向上选择五个测点，将采场气体取样仪通过液压支架间隙安置于采空区内，在工作面的回风顺槽侧布设三个测点，工作面的进风顺槽侧布设两个测点；

步骤2、监测，通过基站一记录测点压力和位移信息，通过基站二取气样并记录测点温度；

步骤3、工作面继续推进L₀时，采空区顶板处于来压间隙，此时矿压相对较小，利于测点垂直布置，采取与步骤一相同的方式在相同位置布置五个测点；

步骤4、依据顺槽基站压力变化数值筛选有效测点，并通过基站一、基站二记录压力和位移信息，并采集气样，及时记录收集气体时测点位置传感器的数值；

步骤5、将步骤4采集的数据进行平均，利用数学分析软件和双立方插值技术，获得平面耦合灾害分布；

步骤6、通过计算机三维重构软件，重构得到瓦斯与煤自燃耦合灾害的空间立体分布图。

5.根据权利要求4所述的煤矿采场瓦斯与煤自燃耦合灾害监测系统的监测方法，其特征在于：步骤5中平面耦合灾害分布的获得是通过下述方法计算得到的：

Se=SO2∩ST∩SCH4]]>

式中，S_e为耦合灾害分布区，为满足灾害发生的O₂浓度分布区，S_T为满足灾害发生的温度区，为可燃可爆瓦斯浓度分布区；其中，的取值为8％，SCH4|(C1<CCH4<C2)>0,]]>