CN113551790A - 一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法，首先根据采空区自然发火多场耦合机理判断高温区域可能出现的位置，进行有针对性的布设测温光缆，根据综采面工作面支架尾部的结构特点，在工作面相邻支架连接处将测温光缆沿走向向采空区预埋；随着工作面的回采推进，工作面支架前移，对重点监控区域和非重点监控区域的测温光缆的待用部分进行放线，并埋入采空区，以获取采空区温度数据，实时对采空区内部进行温度监测，并对采空区自燃趋势进行预测，促进井下开采安全。所有布设测温光缆使用线路保护管覆盖或包裹，避免测温光缆被落石碰砸。

Description

一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法

技术领域

本发明属于煤矿井下采空区温度监测技术领域，具体涉及一种综采面采空区内部测温光缆布设结构及方法。

背景技术

煤矿井下采空区遗煤自燃是威胁矿井安全高效生产的重要灾害之一，遗煤氧化放热，生成气体，造成煤岩环境温度升高，如果不采取有效措施，容易发生自燃灾害，因此，对采空区内部的温变区域进行实时监测，具有重要意义。

国家能源局与国家矿山安全监察局印发的《煤矿智能化建设指南(2021年版)提出建设智能化煤矿要构建全面感知的网络，建设高速数据传输通道，综合管控平台要监测实时化、安全本质化等要求。而目前光缆测温技术由于其本质安全、能够实现实时监测、整根线路都是感温点等优点，在矿井工作面采空区自燃危险区域被广泛应用于监测温度变化，但由于采空区内部遗煤氧化放热区域面积大，盲目的布线测温不仅无法准确掌握高温区域，还会造成人力物力的浪费，无法实现上述目的。

综采工作面支架后部与综放工作面支架不同，没有尾梁支撑的空间，不便于测温光缆的布设，并由于煤岩垮落的容易造成测温光缆损害，为尽量避免光缆损坏，只能将其布置在上下顺槽附近，导致测温控制区域远离了采空区内部，无法掌握采空区真实的高温情况。因此，分析高温区域的大致范围，合理布置测温光缆，并采取有效保护措施，才能掌握综采面采空区内部的遗煤自然发火状态，进一步预测发展趋势，为防灭火措施的有效实施提供帮助。

因此，需要提供一种针对上述现有技术不足的改进技术方案。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中的不足，提供一种能够适应综采工作面支架及采空区的复杂煤岩环境，以实现综采面采空区内部温变区域的监测。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种综采面采空区内部测温光缆布设结构，所述布设结构包括：

信号解调主机，对应连接测温光缆，以解调处理所述测温光缆测得的温度数据；

测温光缆，所述测温光缆一端连接在所述信号解调主机上，另一端布设在采空区，用于监测采空区的岩煤温度数据，并将岩煤温度数据传输至信号解调主机；

重点监控区域，所述重点监控区域为采空区容易产生氧化蓄热区域，所述在重点监控区域布设多根所述测温光缆。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设结构，优选，在采空区的重点监控区域，所述测温光缆的布设间距为15-25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区走向相对应；

在采空区的非重点监控区域，有一根所述测温光缆布设于非重点监控区域一侧，并距离非重点监控区域一侧的工作面顺槽15-25米；还有一根所述测温光缆布设于采空区中心处。

一种综采面采空区内部测温光缆布设方法，所述布设方法包括如下步骤：

步骤S1，根据采空区自然发火多场耦合机理确定可能出现高温的重点监测区域；

步骤S2，将信号解调主机安设在与重点监测区域同一侧的工作面顺槽中，并对应连接测温光缆；

步骤S3，在采空区的重点监控区域布设多个测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；

步骤S4，在采空区的非重点监控区域布设不少于两根测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；

步骤S5，所述测温光缆将所测的采空区的温度数据传输至信号解调主机，信号解调主机对该温度数据进行解调处理，以实时掌握采空区温度数据。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，所述测温光缆对应采空区预留有待用部分，所述待用部分盘设于工作面支架。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，随着工作面的回采推进，工作面支架随回采进度前移，对重点监控区域和非重点监控区域的所述测温光缆的待用部分进行放线，并埋入采空区；其中，所述测温光缆穿过相邻两工作面支架的连接处，以将所述测温光缆沿走向向采空区布设。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，所述测温光缆通过线路保护管进行覆盖或者包裹，并用浮煤覆盖测温光缆。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，在采空区的重点监控区域，所述测温光缆的布设间距为15-25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区走向相对应；

在采空区的非重点监控区域，有一根所述测温光缆布设于非重点监控区域一侧，并距离非重点监控区域一侧的工作面顺槽15-25米；还有一根所述测温光缆布设于采空区中心处。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，步骤S3中，将多根所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至采空区的重点监控区域，在进入重点监测区域15-25米后，将第一根所述测温光缆布设入采空区；

在第一根所述测温光缆后方15-25米处，并将第二根所述测温光缆布设入采空区；

依次进行多根所述测温光缆布设，直至所述测温光缆布满重点监控区域。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，步骤S1中，根据采空区自然发火多场耦合机理预判重点监测区域，所述采空区自然发火多场耦合机理所使用的数据至少包括：遗煤的自燃倾向、煤体的松散状态、通风大小、推进速度、氧浓度和空气温度。

如上所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，优选，所述测温光缆沿工作面支架的后支柱根部或者底盘处凹形部位延伸，并通过挂钩或者扎带固定在对应的工作面支架上。

有益效果：本发明根据采空区自然发火多场耦合机理确定容易氧化蓄热的区域，将该区域作为重点监测区域，从而进行重点监控，提高预测自燃危险性的准确性；

将测温光缆沿工作面支架延伸，并采取线路保护管和浮煤覆盖提高了测温光缆在冒落煤岩复杂环境中的完整性，并通过合理布设测温光缆，实现了综采面采空区内部温变区域的监测，可为进一步实现采空区火灾预警智能化建设提供支撑。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。其中：

图1为本发明所提供具体实施例中测温光缆布设结构示意图；

图2为本发明所提供具体实施例中采空区三维边界图；

图3为本发明所提供具体实施例中采空区固体温度场边界示意图；

图4为本发明所提供具体实施例中采空区内部节点示意图；

图5为本发明所提供具体实施例中空间四面体单元示意图；

图6为本发明所提供具体实施例中程序设计的结构流程图；

图7为本发明所提供具体实施例中计算机程序所显示温度分布的示意图。

图例说明：1、信号解调主机；2、测温光缆；3、工作面支架；4、采空区；5、重点监控区域；6、进风顺槽；7、回风顺槽。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。本发明中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图1-7，本发明提供了一种综采面采空区内部测温光缆布设结构，布设结构包括：

信号解调主机1，对应连接测温光缆，以解调处理所述测温光缆测得的温度数据；

测温光缆2，测温光缆2一端连接在信号解调主机1上，另一端布设在采空区4，用于监测采空区4的岩煤温度数据，并将岩煤温度数据传输至信号解调主机1。

重点监控区域5，重点监控区域5为采空区4容易产生氧化蓄热区域，在重点监控区域5布设多根测温光缆2。

测温光缆2不仅能测温，还能传输信号，所有的测温光缆可以实时监测采空区温度变化，并通过光缆本身传送至信号解调主机，根据分布式光缆解调原理，将采集的光信号转换为数字信号，以进行下一步分析。埋入采空区4的光缆主要是测温，未埋入采空区4的光缆主要用于传输信号。信号解调主机1可以对整根光缆感应的温度进行解调转换，并忽略未埋入采空区4的测温光缆2数据，通过对重点区域的监测，提高监测的有效性，降低测温光缆2的用量。

根据采空区自然发火多场耦合机理预判高温区域，将采空区划分为重点监测区域和非重点监测区域，非重点监测区域适当减少布设光缆，避免盲目布线而造成资源浪费。

在本实施例中，在采空区4的重点监控区域5，测温光缆2的布设间距为15-25米，经过大量实践和计算机仿真可知，采空区虽说存在温度的最高点，但是一般高温区域是呈区域形式出现的，如果布线间距太近成本太大，如果间距太远，不利于掌握高温区域的范围和定位，综合实践认知和仿真研究，确定该合理布线间距，其埋入采空区部分的布设走向与采空区4走向相对应；

在采空区4的非重点监控区域，有一根测温光缆2布设于非重点监控区域5一侧，并距离该侧工作面顺槽15-25米，由于靠近进、回风煤柱处的冒落煤岩孔隙大、漏风风速大，氧浓度和温度的变化更大，故需监测顺槽附近的温度；还有一根测温光缆2布设于采空区4中心处，采空区内部情况复杂，温度监测不宜存在过大的空白区，需在采空区中部进行温度监测，但布线过多造成浪费，故在采空区中部布设一根光缆即可。本结构原理可靠，操作简便，合理的布设测温光缆2能实现了综采面采空区4内部温变区域的监测，有利于预测自燃危险性，通过分析高危险区域的大致范围，合理布置测温光缆2，并采取有效保护措施，以掌握综采面采空区4内部的遗煤自然发火状态，进一步预测发展趋势，为防灭火措施的有效实施提供指导。

本发明还提供了一种综采面采空区内部测温光缆布设方法，布设方法包括如下步骤：

步骤S1，根据采空区自然发火多场耦合机理确定重点监测区域；

步骤S2，将信号解调主机1安设在与重点监测区域同一侧的工作面顺槽中，并对应连接测温光缆2；

步骤S3，在采空区4的重点监控区域5布设多个测温光缆2，并使测温光缆2沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的信号调解主机；

步骤S4，在采空区4的非重点监控区域布设不少于两根测温光缆2，并使测温光缆2沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的信号调解主机；

步骤S5，所述测温光缆将所测的采空区的温度数据传输至信号解调主机，信号解调主机对该温度数据进行解调处理，以实时掌握采空区温度数据。根据采空区自然发火多场耦合机理预判高温区域可能出现的位置，将该区域作为重点监控区域5进行监测，通过测温光缆2进行测温，利用信号解调主机1进行分析处理后实施掌握采空区4遗煤状态及趋势。

其中，由于重点监测区域要埋布多根测温光缆2，故将信号解调主机1和重点监测区域放在采空区4的同一侧，可以减少光缆的使用量。

在本申请的另一可选实施例中，测温光缆2对应采空区4预留有待用部分，待用部分盘设于工作面支架3，待用部分也可挂放在其它不影响采煤操作的地方。预留待用部分，可随开采进度进行放线，避免重复劳动。

在实际布线过程中，根据信号解调主机所在位置以及采空区长度确定所需的测温光缆长度，但要预留一定的富余长度，防止出现不足的情况；

若单根测温光缆的长度无法满足需求，测温光缆可以由多根熔接而成，但是根据井下实际应用经验，不应超过三根，防止出现熔接后的信号偏移。

在本实施例中，随着工作面的回采推进，工作面支架3随回采进度前移，对重点监控区域5和非重点监控区域的测温光缆2的待用部分进行放线，并埋入采空区4。待用部分随工作面支架3移动，能够通过工作面支架3对测温光缆2形成遮挡，避免测温光缆2被落石碰砸。从信号解调主机接出来的测温光缆，在顺槽中沿巷帮布设，送到工作面支架预设的布设位置，随后由支架顶部穿过至预定位置。在测温光缆经过工作面支架的顶部穿过时可以采用扎带或者挂钩进行固定，但固定位置不可影响支架操作。

在本申请的另一可选实施例中，测温光缆2通过线路保护管进行覆盖或者包裹。通过线路保护管对测温光缆2的非测温段进行保护，进一步提高对测温光缆2的保护，线路保护管可以为pvc管，并沿工作面支架3的人行道延伸。测温段的保护措施还包括：槽钢、波纹管等各种保护，并配合浮煤覆盖保护。多余的线，盘设与支架上，随着工作面推进，工作面支架前移并把留用的测温光缆留在采空区。放线过程简单，无需挪动测温光缆放线位置。

当使用波纹管对测温光缆进行保护时，由于波纹管具有径向支撑力，且可以进行任意弯曲，在实际布线过程中，可根据需要对布线位置进行调整。

当波纹管通过浮煤覆盖后，在波纹管上通过尼龙绳连接多个荧光标签纸，多个荧光标签纸在波纹管的上均匀分布，任意相邻两个荧光标签纸的间距为3-5m，优选为5m，将荧光标签纸拉出并置于浮煤上方，用于显示测温光缆走向，便于进行检查和维护。具体的，荧光标签纸为边长5cm的方形片材，或者直径为5cm的圆形片材，具有一定荧光性，荧光标签纸也可以菱形反光镜或3M反光贴。

在本申请的另一可选实施例中，在采空区4的重点监控区域5，测温光缆2的布设间距为15-25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区4走向相对应；具体的，布设间距可以为15米、20米或者25米，具体情况根据开采工作面环境进行选择，布设走向与采空区4走向一致，以确保布设测温光缆2之间的间距保持一致。

根据综采面工作面支架尾部的结构特点，在预定位置的支架相邻空间处向后方布线，并采用保护措施。将测温光缆沿走向向采空区布设，采取线路保护管覆盖或包裹，并使浮煤覆盖上线缆，加强保护，避免测温光缆被落石碰砸。在采空区4的非重点监控区域，有一根测温光缆2布设于非重点监控区域5一侧，并距离该侧工作面顺槽15-25米(可以为15米、20米或者25米)；还有一根测温光缆2布设于采空区4中心处。上述非重点监测区域的测温光缆2进入采空区的一段走向同样与采空区4走向相一致。

同时，在非重点监测区域设置不少于两根监测光缆，能够防范远离重点监测区域一侧出现高温区域的特殊情况。

在本申请的另一可选实施例中，步骤S3中，在重点监控区域5，在进入采空区15-25米后，将第一根测温光缆2布设入采空区4；在第一根测温光缆2后方15-25米(可以为15米、20米或者25米)处，并将第二根测温光缆2布设入采空区4；

进行多根测温光缆2布设，直至测温光缆2布满重点监控区域5，并用线路保护管保护测温光缆2，使测温光缆2能够承受冒落煤岩的砸压。

为防范回风顺槽一侧(非重点监控区域一侧)出现高温区域的特殊情况出现，在非重点监测区域采用同样方法布设不少于两根测温光缆2，其中一根离非重点监控区域5一侧工作面顺槽20m左右，另外一根测温光缆2布设于采空区中心处，其偏移量不高于20m。

在本申请的另一可选实施例中，根据采空区自然发火多场耦合机理，遗煤的自燃倾向还与煤体的松散状态、通风大小、推进速度等有关，可根据相关参数，先进行数值仿真，模拟分析高温点所在位置，其中采空区自然发火多场耦合机理如下：空气的流动造成采空区内各处的氧浓度及气体温度发生改变，而氧浓度与空气温度、冒落矸石温度的改变会影响遗煤的耗氧从而影响氧气的分布，当遗煤氧化而温度上升后，其周边的空气密度会发生改变，导致流场重新分布。在煤的低温氧化过程中，采空区遗煤与氧气发生氧化反应并释放出大量热量，这些热量作用于空气及冒落矸石，使其温度上升，但温度的升幅取决于氧化产热量，而产热量的多少又受限于周围环境的氧气浓度和温度的大小。温度较高的冒落矸石向温度较低的矸石进行热传递，而气体则与冒落矸石通过热传递相互影响温度。当气体温度变化后，会使得空气的密度改变，进而影响采空区流场分布，流场重新分布后，又会导致氧气浓度场与温度场发生改变。如此反复下去，若该过程一直都朝着有利于自然发火的方向发展时，最终会导致采空区遗煤自燃。因此，采空区自然发火是其内部压力场、速度场、氧浓度场、气体以及冒落煤岩固体温度场等相互影响、耦合作用的结果，其过程可概括为：气体因流动而影响氧气及气体温度的迁移与扩散；氧气浓度影响遗煤氧化反应的放热量而对气体温度和冒落煤岩固体温度产生作用；气体与固体表面发生对流换热而互相影响；气体的温度变化导致空气密度改变，又反过来影响采空区的压力与速度分布。

在本申请的另一可选实施例中，步骤S1中，根据采空区自然发火多场耦合机理预判重点监测区域，所述空区自然发火多场耦合机理所需现场数据至少包括：遗煤的自燃倾向性、煤体的松散状态、通风大小、推进速度、氧浓度和空气温度。

例如：当遗煤自燃倾向性为Ⅰ类自燃或者氧化剧烈程度高时，重点监测区域约在开采工作面靠近进风顺槽6的四分之一处，当遗煤自燃倾向性为Ⅱ类自燃或者氧化剧烈程度低时，重点监测区域约在开采工作面靠进回风顺槽7的四分之一处。

具体地，当遗煤自燃倾向性为Ⅰ类容易自燃或者氧化剧烈程度高时，在进风侧的采空区4遗煤更容易氧化蓄热，散热速度小于生热速度，形成高温区域，该处的自燃危险性较高，因此，重点监测区域应在工作面前半部分的二分之一处，即整个工作面靠进风侧的四分之一处；当遗煤自燃倾向性为Ⅱ类自燃或者自燃剧烈程度低时，在进风侧的采空区4散热速度大于生热速度，大部分热量随漏风流向回风一侧的采空区4，因此蓄热后的回风一侧的采空区4更有利于遗煤氧化，该处的自燃危险性较高，因此，重点监测区域在采面后半部分的二分之一处，即整个工作面靠近回风侧的四分之一处。通过上述方法对重点监控区域5进行选择，提高监控的目的性和监控的准确性，并且能够大幅减少测温光缆2的使用量。

更进一步地，根据采空区自然发火多场耦合机理建立采空区自然发火多场耦合数学模型，开发自然发火数值机理，将采空区现场数据输入软件进行温度场的演化模拟，以确定重点监控区域，过程如下：

1、假设条件

所选取的采空区控制单元体内含有足够多的浮煤碎石，构成多孔隙结构，冒落矸石的尺寸相比采空区尺寸非常小，可在理论上将采空区介质看成连续多孔隙介质。如图4所示，靠近工作面的边界为Γ1，上下两行煤柱是Γ2、Γ3边界，顶板边界为Γ5，底板边界为Γ6，深部边界为Γ4。采空区固体温度场的边界比较复杂，这是因为遗煤氧化产生的热量不仅仅在采空区的实际边界内传递，还会向采空区的四周煤壁、顶底板传递，而采空区实际边界上的热流通量是无法确定的，故实际边界不能作为固体温度场的解算边界，需要扩展到两侧的保护煤柱里，即将两侧边界外推到热流通量几乎为0的位置，从而可以设定为第二类边界条件。

2、建立数学模型

由达西定律和质量守恒定律来建立采空区流场方程，由菲克定律和质量守恒定律来建立采空区氧浓度场方程，由傅立叶定律和能量守恒定律建立采空区温度场方程，得到采空区自然发火多场耦合数学模型，如下所示：

边界条件为：

式中：K—多孔介质的渗透系数，m/s；g—重力加速度，m/s2；P—静压和速压之和，Pa；n—采空区内浮煤的孔隙率，％；o2 k—氧气的扩散系数常数；—氧气摩尔浓度，mol/m3；Ke—煤岩与气体对流换热系数，J/(m2·s·K)；λs、λg—分别为煤岩和气体的导热系数，W/m·℃；Ts、Tg—分别为煤岩和气体温度，K；ρs、ρg—分别为煤岩和气体的密度，kg/m3；Cs、Cg—分别为煤岩和气体的比热容J/(kg·℃)；q(t)—单位时间内控制体内遗煤的放热量，kJ/(mol·s)；u(t)为单位时间单位体积的耗氧量，mol/(s·m3)；Se为比表面积，1/m。

对于边界Γ1，其每一点的全风压值、氧浓度、温度都可以现场测定，是第一类边界条件。边界Γ2至Γ6是第二类边界条件，如图2；边界Γ7至Γ16是固体温度场的扩展边界如图3所示，在保护煤柱内，假定这些边界上的热流通量为0，视为绝热边界来处理。

3、网格划分

采煤工作面附近以及进、回风处的采空区内孔隙大、漏风风速较大，造成这些区域内的压力、氧浓度以及温度值的变化很大。因此将采空区先划分为六面体，再将每个六面体划分成6个四面体，如此，为后续编号对应关系的确定提供依据；如图4。

4、模型离散

根据有限体积法控制体积圈划方法，选取节点控制体，以所选的内部节点13为例来进行具体分析，与它关联的节点有0、1、3、4、9、10、12、14、16、17、22、23、25、26等14个节点，同时这些节点也是六面体(3、4、6、7、12、13、15、16)及(0、1、3、4、9、10、12、13)的顶点，如图5所示。根据有限体积法将各个场方程离散后，可表示成矩阵的形式，单元k对其相关联的三个节点i、j、m，质量守恒方程的贡献可以表示为如下形式：

(1)流场的有限体积法离散方程为：

其离散通式为：

(2)氧浓度场的有限体积法离散方程为：

其离散通式为：

(3)固体温度场的有限体积法离散方程为：

其离散通式为：

(4)气体温度场的有限体积法离散方程为：

其离散通式为：

5、程序设计

先确定模型的解算范围，对计算区域进行网格划分，再对模型及其边界条件按有限体积法进行离散，得到了压力、氧气浓度和温度的节点方程组，最后设计和编制了计算机程序对节点方程组进行了耦合求解，如图6。程序的赋值参数包括工作面参数、生产技术参数、通风参数、采空区参数、煤自燃特征参数、煤岩热力学参数、注氮参数等。具体考虑因素包括：采空区渗透系数、孔隙率、气体扩散系数、风压、采空区冒落高度、工作面长度、采高、工作面风阻、进风巷温度、回风巷温度、冒落岩石的原始地温以及单元总数、网格疏密、结果精度等。

6、预判高温区域

通过上述程序设计对采空区温度进行直观的显示，提供温度分布的三维可视化图形，显示采空区温度重点监测区域，并对重点监控区域的温度进行重点监控，如图7。

在本申请的另一可选实施例中，为防止作业人员碰砸，将测温光缆2沿工作面支架3后端不易被触碰区域延伸。例如，测温光缆2沿工作面支架3的后支柱根部或者底盘处凹形部位延伸，并通过挂钩或者扎带与对应的工作面支架3进行固定。随着工作面的回采推进，工作面支架前移，对重点监控区域和非重点监控区域的测温光缆的待用部分进行放线，续埋入采空区。通过埋入采空区的测温光缆获取采空区温度数据，实时对采空区内部进行温度监测，并对采空区自燃趋势进行预测，促进井下开采安全。

综上所述，本发明提供了一种综采面采空区测温光缆布设结构及方法，首先根据采空区自然发火多场耦合机理和采空区现场数据判断高温区域可能出现的位置，并在重点监测区域增设多根测温光缆2，以获取采空区4温度数据，实时对采空区4进行温度监测，促进井下开采安全；当工作面回采推进，工作面支架3前移时，及时的将预留待用部分的测温光缆2放线进采空区4，降低劳动强度，避免开采工作面位移时重复布线操作。可以理解的是，以上描述仅为示例性的，本申请实施例对此并不进行限定。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均在本发明待批权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种综采面采空区内部测温光缆布设结构，其特征在于，所述布设结构包括：

信号解调主机，对应连接测温光缆，以解调处理所述测温光缆测得的温度数据；

测温光缆，所述测温光缆一端连接在所述信号解调主机上，另一端布设在采空区，用于监测采空区的岩煤温度数据，并将岩煤温度数据传输至信号解调主机；

重点监控区域，所述重点监控区域为采空区容易产生氧化蓄热区域，所述在重点监控区域布设多根所述测温光缆。

2.根据权利要求1所述的综采面采空区内部测温光缆布设结构，其特征在于，在采空区的重点监控区域，所述测温光缆的布设间距为15-25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区走向相对应；

在采空区的非重点监控区域，有一根所述测温光缆布设于非重点监控区域一侧，并距离非重点监控区域一侧的工作面顺槽15-25米；还有一根所述测温光缆布设于采空区中心处。

3.一种综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，所述布设方法包括如下步骤：

步骤S1，根据采空区自然发火多场耦合机理超前预判可能出现高温的重点监测区域；

步骤S2，将信号解调主机安设在与重点监测区域同一侧的工作面顺槽中，并对应连接测温光缆；

步骤S3，在采空区的重点监控区域布设多个测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；

步骤S4，在采空区的非重点监控区域布设不少于两根测温光缆，并使所述测温光缆沿工作面支架的人行道延伸至顺槽中的所述信号调解主机；

步骤S5，所述测温光缆将所测的采空区的温度数据传输至信号解调主机，信号解调主机对该温度数据进行解调处理，以实时掌握采空区温度数据。

4.根据权利要求3所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，所述测温光缆对应采空区预留有待用部分，所述待用部分盘设于所在位置的工作面支架。

5.根据权利要求4所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，随着工作面的回采推进，工作面支架随回采进度前移，对重点监控区域和非重点监控区域的所述测温光缆的待用部分进行放线，并埋入采空区；其中，所述测温光缆穿过相邻两工作面支架的连接处，以将所述测温光缆沿走向向采空区布设。

6.根据权利要求3所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，所述测温光缆通过线路保护管进行覆盖或者包裹，并用浮煤覆盖测温光缆。

7.根据权利要求3所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，在采空区的重点监控区域，所述测温光缆的布设间距为15-25米，其埋入采空区部分的布设走向与采空区走向相对应；

在采空区的非重点监控区域，有一根所述测温光缆布设于非重点监控区域一侧，并距离非重点监控区域一侧的工作面顺槽15-25米；还有一根所述测温光缆预布设于采空区中心处。

8.根据权利要求7所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，步骤S3中，在进入重点监测区域15-25米后，将第一根所述测温光缆埋入采空区；

在第一根所述测温光缆后方15-25米处，并将第二根所述测温光缆埋入采空区；

依次进行多根所述测温光缆布设，直至所述测温光缆布满重点监控区域。

9.根据权利要求3所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，步骤S1中，根据采空区自然发火多场耦合机理预判重点监测区域，所述采空区自然发火多场耦合机理所使用的数据至少包括：遗煤的自燃倾向、煤体的松散状态、通风大小、推进速度、氧浓度和空气温度。

10.根据权利要求3所述的综采面采空区内部测温光缆布设方法，其特征在于，所述测温光缆沿工作面支架的后支柱根部或者底盘处凹形部位延伸，并通过挂钩或者扎带固定在对应的工作面支架上。

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