[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

说明书

本申请提供一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，系统包括采集装置和全激光气体监测主机，其中，采集装置包括束管和过滤箱，束管用于采集矿井内采空区的样气，样气经过滤箱过滤后运输至全激光气体监测主机，过滤箱用于过滤样气中的水汽；全激光气体监测主机包括激光气体分析仪、预抽泵以及正抽泵，预抽泵包括第一预抽泵，正抽泵包括第一正抽泵，第一预抽泵用于在第一正抽泵工作之前执行样气预抽操作，以便于节省后续第一正抽泵执行样气抽气操作的时间；第一正抽泵用于抽取样气至激光气体分析仪，以供激光气体分析仪对样气的组分和浓度进行分析。本申请通过分时控制正抽泵和预抽泵工作，具有提高监测效率的效果。

技术领域

本申请涉及煤矿自然发火监测技术的技术领域，具体涉及一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统。

背景技术

矿井火灾是煤矿主要灾害之一，56％的煤矿存在自然发火灾害，其中，采空区自然发火占有很高的比例。据统计，我国的国有重点煤矿中具有自然发火危险的矿井约占51.3％，占总矿井火灾的90％以上。矿井火灾一旦发生，轻则影响安全生产，重则烧毁煤炭资源和物资设备，造成人员伤亡。

目前，对采空区内自然发火情况的监测主要是通过传统长距离束管系统抽取样气到地面，再根据最新煤矿行业标准《MTT757-2019煤矿自然发火束管监测系统通用技术条件》要求，对氧气、乙炔、甲烷、二氧化碳、乙烯、乙烷以及一氧化碳7种气体的浓度进行监测，从而对采空区内自然发火情况进行分析和判断。

但是，由于传统长距离束管系统的抽气管路较长，从而需要花费较长时间来采集样气，进而导致采空区样气的监测存在效率低的问题。

发明内容

本申请提供一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，本申请通过分时控制正抽泵和预抽泵工作，缩短了对采空区样气的采集时间，从而提高了监测效率。

在本申请的第一方面提供了一种基于全激光光谱技术的矿用自然发火束管监测系统，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第二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。

通过采用上述技术方案，当束管采集完矿井内采空区的样气之后，样气沿着束管会先经过滤箱，过滤箱将样气中的水汽进行过滤，过滤后的样气一路到达预抽管路，一路到达正抽管路，激光气体分析仪对正抽管路内的样气的组分和浓度进行分析，预抽管路内的样气经过预抽管路被排至空气中，当束管系统的抽气管路较长时，预抽管路通过对样气进行提前预抽，节省了后续正抽泵抽取样气的时间，便于激光气体分析仪对样气进行监测，具有提高监测效率的效果。

可选的，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；