一種采空區(qū)災害指標的綜合連續(xù)監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種采空區(qū)災害指標的監(jiān)測裝置及方法，特別是關(guān)于一種采空區(qū)災害指標的綜合連續(xù)監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，國內(nèi)外綜合觀測氣體成分及濃度、溫度和礦壓的儀器設(shè)備還沒有，主要的觀測方法是各種指標分別觀測。1)采空區(qū)氣體成分和濃度觀測。采空區(qū)氣體成分和濃度觀測主要是通過在采空區(qū)內(nèi)設(shè)置采樣點，埋設(shè)采樣膠管進行。采樣膠管由采樣點鋪設(shè)到進風工作面、回風巷和回采工作面，定期抽取氣樣到球膽中(一般每天取一次樣)，帶到地面用氣相色譜儀分析氣體的成分和濃度。此種方法受人為操作的影響較大，所測數(shù)據(jù)經(jīng)常不準確。另一種采空區(qū)氣體成分和濃度觀測儀器是礦井束管監(jiān)測系統(tǒng)，它是將所埋束管與監(jiān)測系統(tǒng)直接相連，連續(xù)監(jiān)測采空區(qū)內(nèi)各測點氣體成分及濃度的變化。國內(nèi)煤礦常用的束管監(jiān)測系統(tǒng)是KSS-2100煤礦自然火災束管監(jiān)測系統(tǒng)和JSG-8型井下火災束管監(jiān)測系統(tǒng)，另外還有北京東西分析儀器公司生產(chǎn)的SG-2003型礦井自然火災束管監(jiān)測系統(tǒng)。KSS-2100系統(tǒng)和SG-2003系統(tǒng)監(jiān)測的氣體種類多，精度高，但氣路長，系統(tǒng)復雜JSG-8系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，管路短，抽氣阻力小，便于和礦井安全監(jiān)控系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)，但監(jiān)測的氣體種類少，精度低，并且傳感器需要定期校正。
[0003]2)采空區(qū)溫度觀測。井下采空區(qū)測溫方法主要有兩種，一種是利用紅外測溫儀測溫，主要用于礦井的日常溫度檢測。由于紅外線測溫儀只能探測物體表面溫度，而且要求中間無遮擋物，所以對于檢測煤壁、煤柱與浮煤堆的表面溫度比較適合，不適應于松散煤體內(nèi)部或采空區(qū)內(nèi)部的溫度檢測。另一種是利用溫度傳感器測溫，常用的溫度傳感器有熱電阻、熱電偶、半導體測溫元件和半導體溫度傳感器等。熱電阻和熱電偶的工作原理是熱電效應，其檢測方法是在自然發(fā)火幾率較高的區(qū)域埋設(shè)溫度傳感器，遠距離連續(xù)檢測松散煤體的溫度。熱電偶、測溫電阻和半導體溫度傳感器等因其價格低廉、測試簡單、操作方便而被廣泛應用。但是由于安裝、維護工作量大，特別是探頭、引線極易破壞，導致使用效果不理想。
[0004]3)采空區(qū)礦壓觀測。在煤礦礦壓觀測中以回采工作面和巷道的礦壓觀測為主，觀測儀器有支柱測力計、頂板動態(tài)儀表和離層儀等。由于這些儀器都是專門設(shè)計用于支架和頂板的壓力觀測，它們不能應用到采空區(qū)的礦壓觀測中。
[0005]綜上所述，在采空區(qū)氣體成分及濃度觀測、采空區(qū)溫度觀測方面已有較為廣泛使用的監(jiān)測裝置，在采空區(qū)礦壓觀測方面并沒有一種專用裝置。同時，以上監(jiān)測裝置只能對單一方面進行觀測，并未有一種裝置，可以對采空區(qū)災害指標進行綜合連續(xù)的監(jiān)測。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對上述問題，本發(fā)明的目的是提供一種采空區(qū)災害指標的綜合連續(xù)監(jiān)測裝置及監(jiān)測方法，其操作簡單，綜合連續(xù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)實時分析。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種采空區(qū)災害指標的綜合連續(xù)監(jiān)測裝置，其特征在于:它包括光纖光柵溫度傳感器、光纖光柵壓力傳感器、光纖、監(jiān)測控制主機、濾塵器及濾水器、束管、真空栗、控制線、進氣管、氣體濃度控制箱和數(shù)據(jù)線；所述光纖光柵溫度傳感器和光纖光柵壓力傳感器通過所述光纖與所述監(jiān)測控制主機連接，所述濾塵器及濾水器位于采空區(qū)內(nèi)，并與所述束管的進口管連接，所述束管出口端連接至所述真空栗，所述真空栗經(jīng)所述控制線與所述監(jiān)測控制主機連接；所述真空栗出口經(jīng)所述進氣管連接至所述氣體濃度控制箱，所述氣體濃度控制箱經(jīng)所述數(shù)據(jù)線與所述監(jiān)測控制主機連接。
[0008]優(yōu)選地，所述氣體濃度控制箱包括密封氣室和氣體傳感器組，所述密封氣室進口與所述真空栗出口連接，所述密封氣室出口與所述氣體傳感器組連接。
[0009]優(yōu)選地，所述監(jiān)測控制主機內(nèi)設(shè)置有光纖光柵調(diào)制解調(diào)儀、氣樣采集控制接口、輸入接口和主控制器；光波信號經(jīng)所述光纖傳輸至所述光纖光柵調(diào)制解調(diào)儀內(nèi)進行調(diào)制解調(diào)后，傳輸至所述主控制器；所述真空栗經(jīng)所述氣樣采集控制接口與所述主控制器連接，所述氣體濃度控制箱經(jīng)所述輸入接口與所述主控制器連接。
[0010]一種采空區(qū)災害指標的綜合連續(xù)監(jiān)測方法包括以下步驟:
[0011]1)光纖光柵壓力傳感器和光纖光柵溫度傳感器采集采空區(qū)的礦壓和溫度光波信號，并通過光纖將礦壓和溫度光波信號傳輸至監(jiān)測控制主機；
[0012]2)監(jiān)測控制主機內(nèi)的光纖光柵調(diào)制解調(diào)儀對接收到的光波信號調(diào)制解調(diào)后傳輸至主控制器，對采空區(qū)內(nèi)礦壓和溫度進行實時連續(xù)監(jiān)測；
[0013]3)濾塵器及濾水器對采空區(qū)內(nèi)的樣氣濾除水份和灰塵后，經(jīng)束管將該樣氣傳輸至真空栗，真空栗在監(jiān)測控制主機控制下將樣氣送入氣體濃度控制箱內(nèi)；
[0014]4)氣體濃度控制箱內(nèi)的密封氣室存儲由真空栗傳輸至的樣氣，并由氣體傳感器組采集樣氣成分和濃度數(shù)據(jù)，傳輸至監(jiān)測控制主機；
[0015]5)監(jiān)測控制主機內(nèi)的主控制器將接收到的氣體成分與濃度、礦壓及溫度數(shù)據(jù)綜合處理后輸出報表，完成采空區(qū)氣樣的采集監(jiān)測。
[0016]本發(fā)明由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點:1、本發(fā)明可以連續(xù)監(jiān)測采空區(qū)內(nèi)的氣體成分及濃度。2、本發(fā)明可以進行采空區(qū)的溫度與壓力實時連續(xù)監(jiān)測。3、本發(fā)明對采空區(qū)災害指標進行連續(xù)監(jiān)測和數(shù)據(jù)進行實時處理分析。4、本發(fā)明可以綜合采集采空區(qū)內(nèi)的氣體成分及濃度、溫度和礦壓的參數(shù)。
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是本發(fā)明原理示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進行詳細的描述。
[0020]如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種采空區(qū)災害指標的綜合連續(xù)監(jiān)測裝置，其包括光纖光柵溫度傳感器1、光纖光柵壓力傳感器2、光纖3、監(jiān)測控制主機4、濾塵器及濾水器5、束管6、真空栗7、控制線8、進氣管9、氣體濃度控制箱10和數(shù)據(jù)線11。光纖光柵溫度傳感器1和