煤矿煤层自燃监测系统解决方案‌

以下是针对煤矿煤层自燃监测系统的解决方案，结合技术原理、系统设计及实际应用场景展开：

　　
　　系统由多个无线无线插入式煤堆测温仪和一个公用主机组成。设有警戒温度自动闪烁声音报警和短信报警功能。经过多年的实际应用，得到众多客户的*好评。
　　
　　产品优势：
　　采用分层、自动采集、定时采集、无线传输、建模显示图形曲线列表一体化，功能全面、能可靠，防爆设计、价合理、使用便捷灵活、无环境限制、传输距离远、内置电池使用时间长达10年等优点。

 

内蒙古德明电子科技有限公司煤堆温度在线自动监测系统介绍

煤矿煤层自燃监测系统解决方案‌
一、核心监测目标‌
早期预警‌：通过多参数分析，识别煤氧复合反应的初期特征（如CO浓度上升、温度异常）。
动态追踪‌：实时监测煤层隐蔽火源的位置、规模及发展趋势。
安全决策支持‌：为灭火方案制定、人员撤离提供数据支撑。
二、技术原理与监测参数‌
监测类型‌    ‌关键参数‌    ‌技术原理‌    ‌适用场景‌
气体监测‌    CO、CO₂、C₂H₄、O₂浓度    煤自燃生成特征气体，通过色谱/电化学传感器检测    采空区、巷道高冒区
温度监测‌    煤体表面/内部温度    分布式光纤测温（DTS）或无线温度传感器    煤柱、断层带
地质监测‌    煤层渗透率、漏风通道    示踪气体法（SF6）或压差监测    密闭墙、采煤工作面
三、系统架构设计‌

 

 

 

无线发射距离长达1000米,通过集中器网关直接传输到中央控制室。配置3G、4G、5G模块时不受距离限制，可以通过电信部门网关直接传输到中控室。

 

采集网关

产品特色

 

采集网关屏蔽了各通信协议之间的差异。用户无须了解 CAN 通信协议或者更为复杂的TCP/IP 协议，只需参照说明书中对相应寄存器的配置，就可实现不同接口之间的透明传输。在数据传输时，TG900 的各个串口以及 CAN 接口均被分配一个独立的端口号，由串口或CAN 设备接收到的负载数据通过网络接口发送出去；反之，本地主机或者远程主机也可 以通过Internet 远程并行访问各个接口，实现了各接口间的数据透明传输。

　　
一、煤堆测温仪系统简介：
　　
　　物联网行业的兴起，带动了智能工业化的进步，煤堆测温仪是基于物联网环境监控的一种体现。它采用无线传感技术、射频组网技术、安防视频监控技术、GPRS技术、大数据处理技术、BS架构应用技术等等。应用范围：食品发酵、酿造等食品加工行业以及地质检测、污泥堆肥处理、煤堆温度监测、粮仓温度监测等工业的数据采集领域。他的优点是分层检测、可根据用户的需求定制同一检测点不同检测层的分布。
　　
　　2、系统概述与定义
　　2.1系统描述
　　无线煤堆测温仪和无线L测温电缆是整个系统的核心，主要作用是准确采集煤堆内部温度数据，存储在测温仪和采集分机内。测温主机接收数据上传数据。
　　2.2技术指标
　　无线测温杆尺寸：1米—6米

无线L测温电缆：根据客户定制长度与感温点数
　　无线测温杆外壳：不锈钢
　　温度范围：-55~125度

测温精度：0.3度

测温分辨率：0.1度
　　无线传输距离：500米组网GPRS模式传输无距离限制

无线L传输距离：射频上传视距3公里或GPRS模式传输无距离限制

无线供电：内置电池

无线L供电：外置贵能电池或220V室电
　　环境温度：-40~60摄氏度
　　
　　3、通讯传输
　　无线通过射频组网，GPRS上传，服务器处理显示，短信报警

无线L电缆组网，射频上传或GPRS上传，软件显示，短信报警
　　特点：
　　省电模式：软件唤醒，上位机软件唤醒采集，不采集供电，有效的增加电池和设备使用寿命。

3.1组网技术
　　一个测温主机可接收256个无线煤堆测温仪

一个测温分机可接多根无线L测温电缆、可测512个感温探头

　　4、监测软件主要功能：
　　接收和处理数据，并进行实时控制和报警处理。
　　1）、软件实时监测现场每个温度测点的变化
　　2）、实时记录各个温度点的数据
　　3）、随时查询温度变化曲线
　　4）、任意打印不同时间段的温度数据报表
　　5）、温度超限闪烁报警、声音报警、短信报警
　　6）、实现各个部门同时监测现场温度情况
　　7）、实现远程异地监测现场温度情况

 

感知层‌

传感器网络‌：布设气体传感器、光纤测温阵列、地质位移传感器，覆盖关键区域（如采空区、巷道高冒点）。
数据采集终端‌：支持4G/5G或LoRa无线传输，防爆设计适应煤矿环境。

传输层‌

数据传输网络‌：采用工业级环网交换机，确保低延迟、高可靠性。
边缘计算节点‌：预处理数据（如滤波、异常值剔除），减少云端压力。

平台层‌

数据分析模型‌：
指标气体法‌：基于CO/CO₂比值、链烷比等判断自燃阶段。
AI预测模型‌：LSTM神经网络预测温度/气体浓度变化趋势。
三维可视化平台‌：整合GIS地图、传感器位置、实时数据，标记火源热力分布。

应用层‌

预警机制‌：分级报警（蓝/黄/红），联动广播系统通知人员撤离。
决策支持‌：生成灭火方案（注浆/注氮/密闭），优化通风网络。
四、关键技术亮点‌
多传感器融合‌
结合气体、温度、地质数据，降低误报率（如单一CO超标可能由柴油车尾气干扰）。
分布式光纤测温（DTS）‌
优势：长距离（10km+）、抗电磁干扰、定位精度±1m，适合大范围监测。
自适应阈值算法‌
根据煤种、地质条件动态调整报警阈值，提升预警准确性。
五、实施步骤‌
现场勘查‌：分析煤层赋存条件、通风系统、历史自燃记录。
传感器布设‌：在采空区预埋光纤，巷道安装气体/温度传感器，密闭墙部署压差计。
系统集成‌：调试数据采集终端与平台通信，校准传感器参数。
试运行与优化‌：模拟自燃场景测试，调整模型阈值与预警逻辑。
六、应用效果‌
某煤矿案例‌：
部署后提前7天预警采空区自燃，通过注氮灭火避免直接经济损失超500万元。
误报率从传统系统的15%降至3%以下，减少无效灭火作业。
七、注意事项‌
防爆设计‌：传感器与终端设备需通过MA/KA认证，适应甲烷爆炸性环境。
数据安全‌：加密传输数据，防止网络攻击篡改监测结果。
维护周期‌：每季度校准气体传感器，每年检查光纤完整性。

该方案通过“感知-传输-分析-决策”闭环设计，实现煤层自燃的精准监测与快速响应，适用于高瓦斯矿井、复杂地质条件煤矿的安全生产需求。