[发明专利]分布式光纤采空区测温及高温预警系统

说明书

本发明公开了分布式光纤采空区测温及高温预警系统，涉及安全监测技术领域，解决了现有的对采空区火灾监测的方法不能预警火灾、分析处理时间较长和无法定位起火位置的问题，其技术方案要点是：包括计算机模块、与计算机模块连接的分布式光纤测温仪、传输光缆和接线盒，所述接线盒通过传输光缆与分布式光纤测温仪连接；所述接线盒设有多个并列设置的检测线路，检测线路包括液压支架、光缆盘和测温光缆；所述光缆盘与液压支架固定连接，测温光缆一端与接线盒连接，另一端与光缆盘缠绕固定，具有实时监测采空区的温度，实现及时煤自燃灾害预警，把握最佳灾害治理时机的作用。

技术领域

本发明涉及安全监测技术领域，更具体地说，它涉及分布式光纤采空区测温及高温预警系统。

背景技术

矿井火灾是我国煤矿企业所面临的五大严重灾害之一，严重影响和威胁着煤矿的安全高效生产。据相关统计资料，煤矿火灾中有96.5％左右是由于煤炭自燃造成的，而发生在采空区的遗煤自燃占60％。

目前，由于采空区的特殊性及其安全考虑，无法将电力设备放入采空区进行实时监测，对采空区火灾监测主要是通过束管系统抽取气样到地面，在实验室对标志气体进行分析，如果有煤燃烧的标志性气体出现，认为有火灾发生。

现有的对采空区火灾监测的方法存在以下缺陷：

1、只能监测火灾，不能预警火灾；

2、分析处理时间较长，易导致错过灾害治理的最佳时机；

3、无法定位起火位置，导致救灾效率不高；

4、无法实现远距离实时测量。

发明内容

本发明的目的是提供分布式光纤采空区测温及高温预警系统，具有实时监测采空区的温度，实现及时煤自燃灾害预警，把握最佳灾害治理时机的作用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：分布式光纤采空区测温及高温预警系统，包括计算机模块、与计算机模块连接的分布式光纤测温仪、传输光缆和接线盒，所述接线盒通过传输光缆与分布式光纤测温仪连接；所述接线盒设有多个并列设置的检测线路，检测线路包括液压支架、光缆盘和测温光缆；所述光缆盘与液压支架固定连接，测温光缆一端与接线盒连接，另一端与光缆盘缠绕固定。

通过采用上述技术方案，在测量采空区的温度时，分布式光纤测温仪以一定频率向井下测温光缆发出矩形脉冲光，并实时检测测温光缆中反射回来的反斯托克斯光强度；计算机模块根据反斯托克斯光强度对采空区的温度进行分析处理；当计算机得出的温度值超过计算机模块预设高温报警临界值时，计算机模块发出报警信号；便于实时监测采空区的温度，实现及时煤自燃灾害预警，把握最佳灾害治理时机。

本发明进一步设置为：所述分布式光纤测温仪为单端测量的光纤温度测量仪。

通过采用上述技术方案，在光缆铺设完后，液压支架移架后顶板垮落的过程中，当测温光缆出现断裂后，将测温光缆在液压支架后方剪断，将光缆盘上的测温光缆从支架后方拉到回风大巷重新接入接线盒继续测量；使得原测温光缆变成两个新的测温光缆，使得分布式光纤测温仪的温度测量保持完整。

本发明进一步设置为：所述分布式光纤测温仪的温度测量符合以下公式：

式中，I_as为反斯托克斯光强；I_s为斯托克斯光强；a为与温度相关的系数；h为普朗克常数；c为真空中的光速；v₀为入射光频率；k为玻尔兹曼常数；T为绝对温度值。

通过采用上述技术方案，便于实时检测测温光缆上任意一个点位的温度信息。

本发明进一步设置为：所述分布式光纤测温仪的距离测量符合以下公式：