[发明专利]一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统

权利要求书

1.一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述系统包括采集装置和全激光气体监测主机，其中，

所述采集装置包括束管和过滤箱，所述束管用于采集矿井内采空区的样气，所述样气经过所述过滤箱过滤后运输至所述全激光气体监测主机，所述过滤箱用于过滤所述样气中的水汽；

所述全激光气体监测主机包括激光气体分析仪、至少一个预抽泵以及至少一个正抽泵，所述至少一个预抽泵包括第一预抽泵，所述至少一个正抽泵包括第一正抽泵，所述第一预抽泵用于在所述第一正抽泵工作之前执行所述样气预抽操作，以便于节省后续所述第一正抽泵执行所述样气抽气操作的时间；所述第一正抽泵用于抽取所述样气至所述激光气体分析仪，以供所述激光气体分析仪对所述样气的组分和浓度进行分析；一个采空区对应一个所述预抽泵和一个所述正抽泵，一个采空区对应一种所述样气，一个所述预抽泵对应一个预抽管路，一个所述正抽泵对应一个正抽管路。

2.根据权利要求1所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述样气包括氧气、乙炔、甲烷、二氧化碳、乙烯、乙烷以及一氧化碳中的一种或多种，其中，

所述激光气体分析仪采用波长为750-770nm的激光对所述氧气的浓度进行测量；

采用波长为1500-1600nm的激光对所述乙炔的浓度进行测量；

采用波长为1601-1800nm的激光对所述甲烷的浓度进行测量；

采用波长为2000-2200nm的激光对所述二氧化碳的浓度进行测量；

采用波长为3000-3200nm的激光对所述乙烯的浓度进行测量；

采用波长为3300-3500nm的激光对所述乙烷的浓度进行测量；

采用波长为4000-5000nm的激光对所述一氧化碳的浓度进行测量；

所述激光气体分析仪采用的激光光源类型包括DFB、ICL以及QCL。

3.根据权利要求1所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述采集装置还包括预处理设备，所述预处理设备为粉尘过滤器，所述粉尘过滤器位于所述束管的进气口，所述粉尘过滤器用于对采集的所述样气进行除尘处理。

4.根据权利要求1所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，其特征在于，所述系统还包括测温装置，所述测温装置为分布式光纤测温主机，所述分布式光纤测温主机用于对所述采空区内的温度进行测量，并将测量结果发送至矿用自然发火束管监测平台，以供所述矿用自然发火束管监测平台对所述采空区内的温度进行预警。

5.一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测方法，其特征在于，应用于如权利要求1至4任意一项权利要求所述基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统中的所述全激光气体监测主机，所述至少一个正抽泵还包括第二正抽泵，所述至少一个预抽泵还包括第二预抽泵，所述方法包括：

所述全激光气体监测主机获取第一采集信号，所述第一采集信号用于表示对第一采空区进行所述样气采集；

根据所述第一采集信号，控制所述第一正抽泵和所述第二预抽泵执行抽气操作，以使所述第二预抽泵抽取的第二样气由第二预抽管路排出，以便于节省后续所述第二正抽泵执行所述第二样气抽气操作的时间，所述第二预抽管路与所述第二预抽泵相对应，所述第二样气为第二采空区的气体；

控制所述激光气体分析仪对所述第一正抽泵抽取的第一样气进行分析，并得到所述第一样气的组分和浓度分析数据，所述第一样气为所述第一采空区的气体；

将所述分析数据发送至所述矿用自然发火束管监测平台，以供所述矿用自然发火束管监测平台进行预警。

6.根据权利要求5所述的基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述全激光气体监测主机控制所述第一正抽泵和所述第二预抽泵在预设第一时间之后执行停止抽气操作，其中，所述预设第一时间由所述全激光气体监测主机对所述第一样气的分析时间确定。