分布式光纤测温技术在采空区火灾预警中的应用.docxVIP

分布式光纤测温技术在采空区火灾预警中的应用王明重1，2 ，吕 辰1 ，夏腾飞1( 分布式光纤测温技术在采空区 火灾预警中的应用 王明重1，2 ，吕 辰1 ，夏腾飞1 ( 1． 安徽理工大学 能源与安全学院，安徽 淮南 232001; 2． 煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室，安徽 淮南 232001) 摘要: 根据采空区自然发火的特点，介绍了基于拉曼散射的分布式光纤测温原理及系统的构成，在实际现场 采用沿工作面走向“W”形布置多条光纤的新技术，现场应用表明: 该技术能够对采空区温度进行网点式监 测，提高了监测的有效范围和准确度。 关键词: 分布式光纤; 测温; 煤矿; 采空区; 火灾 中图分类号: TD76 文献标志码: A 文章编号: 1003 － 0506( 2014) 03 － 0062 － 03 Application of Distributed Fiber Temperature Measurement Technology in the Coal Mine Gob Fire Pre-warning Wang Mingzhong1，2 ，Lü Chen1 ，Xia Tengfei1 ( 1． Institute of Energy and Safety，Anhui University of Science ＆ Technology，Huainan 232001，China; 2． High Efficient Coal Mining Key Lab of Co-construction of Anhui Province with Ministry of Education，Huainan 232001，China) Abstract: According to gob spontaneous combustion characteristics，introduced the principle and the system composition of the distribu- ted fiber temperature measurement based on Ｒaman scattering and put forward a new concrete implementation method of the application of distributed fiber temperature measurement system in the coal mine gob fire prevention and control，that is arranging a few W shaped optical fibers along the direction of the working face． On-site application shows that: the technology can realize network type mo- nitoring on gob temperature，and it can increase the effective range and the accuracy of monitoring either． Keywords: distributed fiber; temperature measurement; coal mine; gob; fire disaster 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［1］，而发生在采空区的遗煤自燃占 60%［2］。由于煤炭自燃是一个发展缓慢且有规 律 的演化过程，因此若采用适当的监测技术则可于自 燃火灾形成的早期发现。但是当发现其外部征兆 时，这时煤炭自燃已经发展到了晚期。因此，提前准 确测得采空区温度场的变化，根据温度不同分布推 算出采空区“三带”范围，对于防治采空区遗煤自燃 非常重要。 我国现有的预测矿井火灾的方法主要有红外探 测法、氡气探测法和磁探测法等，但这些探测技术仍 存在着一定的不足，还无法满足当前预测矿井采空 区遗煤自燃的需要［3］。而分布式光纤测温技术则 集传感和传导技术于一体，可以实现远距离对温度 场的实时监测，并且能够用于易燃易爆、强电磁干扰 等［3］恶劣环境，特别适用于采空区等具有特殊环境 温度场的监测及火灾预警。 分布式光纤测温原理 分布式光纤测温系统的机理是利用后向拉曼 ( Ｒaman) 散射的温度效应，即利用光纤中传输的高 功率激光脉冲与光纤分子相互作用产生拉曼散射光 谱信号