[发明专利]全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统及方法

说明书

本发明公开了一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统及方法，通过构建全方位分布式监测系统，对煤矸石山内部温度进行实时监测，获取相应的技术参数，预防煤矸石自燃。本发明利用新型传感测试技术（分布式光纤传感测试技术），对测试装置进行改进，获取一套完整的预防煤矸石山自燃的测试方法，所得技术能够在预防煤矸石自燃及灭火处理方面提供更好的安全保障。

技术领域

本发明涉及煤矿山及煤矸石山治理监测技术领域，具体是一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测方法。

背景技术

含碳量较低、比煤坚硬的黑色岩石，其年产量约占煤炭总产量的十分之一。据不完全统计，全国国有煤矿现有煤矸石山1500余座，堆积量30亿吨以上，占我国工业固体废物排放总量的40％以上。目前，随着综采机械化的提高及煤炭资源的大量利用，使得煤矸石的产生量逐年增加，为了节约土地利用率一般都是将煤矸石山堆积成山，但是长期的堆放以及氧化作用下会使得煤矸石内部温度急剧升高最终导致自燃。煤矸石的主要成分是Al2O3、SiO2、SO3等，其自燃过程中会产生大量的有害气体，污染空气、土壤以及饮用水源，因此采取积极有效的措施对于预防煤矸石山自燃是十分必要和亟待解决的问题。

《煤矿矸石山灾害预防与治理工作指导意见》中指出对于预防煤矸石山自燃应定期测温及预测、预警预报机制。目前常规的测温技术多采用红外热成像技术，其在实施过程中主要存在以下几个问题：1、红外热成像技术对表层温度感知较敏感、准确，对于内部深层的温度难以有效捕捉；2、煤矸石山一般较大，利用红外热技术探测温度工作量大、费时费力；3、对于感知的温度异常区难以准确判断异常位置；4、煤矸石山释放的有害气体会对操作人员身体健康带来一定的伤害；5、不能实时监测及全方位把握温度分布。

基于此设计一种能够对煤矸石山进行全方位、实时、操作便捷、适用性强的自燃预防监测方法已成为本领域热点话题。

发明内容

本发明的目的是是针对现有的预防煤矸石山自燃温度监测存在的问题，提供一种易操控、方法简单、安全可靠的全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统及方法，其基于分布式光纤传感测试技术具有全方位、实时性、精度高、存活率高、长距离传输、传感与传输于一体等优点，预防煤矸石山自燃的首选参数是获得其内部实际温度，而特制加工的分布式光纤传感器可以准确探测目标体温度信息，因此其满足于测量煤矸石山温度的基本要求。

本发明的技术方案如下：

一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统，包括有温度数据采集系统、温度数据处理与分析系统以及预警监控系统，其特征在于：所述的温度数据采集系统包括有多个温度感测装置和测试主机，每个温度感测装置分别包括有多根聚氯乙烯管和分别沿多根聚氯乙烯管的外壁布设并捆扎在其上的温度感测光缆，所述温度感测光缆的输出端分别与所述测试主机的输入端相连接；所述测试主机的输出端与所述温度数据处理与分析系统的输入端相连接，所述温度数据处理与分析系统的输出端与所述的预警监控系统相连接。

所述的一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统，其特征在于：所述的温度感测光缆通过光缆固定件分别捆扎在所在的聚氯乙烯管的外壁上。

所述的一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统，其特征在于：所述的测试主机采用分布式光纤测试仪。

所述的一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统，其特征在于：所述的温度数据处理与分析系统包括有多台计算机。

所述的一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测系统，其特征在于：所述的预警监控系统包括有设置于预警监控室中的显示屏。

一种全方位分布式预防煤矸石山自燃的监测方法，其特征在于：包括有安装温度感测装置、煤矸石山的温度数据采集、温度数据的处理与分析、煤矸石山内部温度异常评价以及在线预警监测，具体如下：