阅读说明：本技术 一种煤矿用分布式光纤测温系统 (Distributed optical fiber temperature measurement system for coal mine ) 是由 姚磊 吴树青 罗渊敏 武玉松 崔海宁 张秀玲 王铭森 于 2019-10-16 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种煤矿用分布式光纤测温系统,包括分布式光纤测温装置、地面工作站和矿用感温电缆,所述分布式光纤测温装置采用矿用分布式测温主机设置,所述矿用分布式测温主机包括光信号发生模块、背向散射信号模块、光谱分析模块、光电转换模块、信号放大模块、信号采集模块、信号处理模块、信息显示模块、声光报警模块和多通道接口模块,所述地面工作站内部设置有地面监测服务器。本发明通过设置矿用感温电缆,从而对煤矿回采工作面、采空区、煤柱等重点区域的温度进行24小时不间断分布式测量,精准探测温度,无盲区,同时实现温度异常点的准确定位,准确及时发现隐患,为煤矿采区防灭火措施提供有效数据支持。(The invention discloses a distributed optical fiber temperature measurement system for a coal mine, which comprises a distributed optical fiber temperature measurement device, a ground workstation and a mine temperature sensing cable, wherein the distributed optical fiber temperature measurement device is arranged by adopting a mine distributed temperature measurement host, the mine distributed temperature measurement host comprises an optical signal generation module, a backscattering signal module, a spectrum analysis module, a photoelectric conversion module, a signal amplification module, a signal acquisition module, a signal processing module, an information display module, an acousto-optic alarm module and a multi-channel interface module, and a ground monitoring server is arranged in the ground workstation. According to the invention, by arranging the mining temperature sensing cable, the temperature of key areas such as a coal mine stope face, a goaf and a coal pillar is measured in a 24-hour uninterrupted distributed manner, the temperature is accurately detected, no blind area exists, meanwhile, the accurate positioning of temperature abnormal points is realized, hidden dangers are accurately and timely found, and effective data support is provided for fire prevention and extinguishing measures of a coal mine mining area.)

一种煤矿用分布式光纤测温系统

技术领域

本发明涉及煤矿光缆测温技术领域，特别涉及一种煤矿用分布式光纤测温系统。

背景技术

在现代化煤矿中,由于各种作业规程的不断完善、矿井自动化程度的不断提高，明火、炮火在火灾事故原因统计中所占比例已经越来越小，矿井电火防治成为矿井火灾预防的重中之重。根据煤矿的特殊结构，电火的发生在早期往往具有极强的隐蔽性。电缆作为保证煤矿生产供电系统稳定的必需品广泛应用于我国的矿井,鉴于煤矿井下作业场所的特殊性,我国对矿用电缆有着严格的产品标准和要求,但是电缆遍布范围广泛,加之煤矿巷道结构复杂,一旦电缆温度局部过高则会引起火灾,危害性极大，因此需要使用温度传感器对运行状态的电缆进行温度测量。

然而，传统的测温方式以电信号为基础,由于矿井环境的特殊性,易出现安全问题且测量温度的精度会受到很大影响,另外存在布线复杂、容易损坏,维护工作大,测量范围小等不足之处。

因此，发明一种煤矿用分布式光纤测温系统来解决上述问题很有必要。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种煤矿用分布式光纤测温系统，通过设置矿用感温光缆，从而对煤矿回采工作面、采空区、煤柱等重点区域的温度进行24小时不间断分布式测量，精准探测温度，无盲区，同时实现温度异常点的准确定位，准确及时发现隐患，为煤矿采区防灭火措施提供有效数据支持，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种煤矿用分布式光纤测温系统，包括分布式光纤测温装置、地面工作站和矿用感温光缆，所述分布式光纤测温装置采用矿用分布式测温主机设置，所述矿用分布式测温主机包括光信号发生模块、背向散射信号模块、光谱分析模块、光电装换模块、信号放大模块、信号采集模块、信号处理模块、信息显示模块、声光报警模块和多通道接口模块，所述煤矿内部设置有煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道和变电所，所述矿用分布式测温主机位于变电所内部设置，所述矿用感温光缆位于煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部设置，且为L型铺设，所述地面工作站内部设置有地面监测服务器。

优选的，所述矿用感温光缆包括三个电缆缆芯和一个测温光缆，三个所述电缆缆芯表面均设置有缆芯绝缘屏蔽层，三个所述缆芯绝缘屏蔽层外部设置有同一个电缆外部绝缘保护套，所述测温光缆位于电缆外部绝缘保护套外部采用绝缘扎带固定连接，且关键部位采用导热硅胶粘合，也可采用跳线方式连接。

优选的，所述矿用感温光缆包括三个电缆缆芯和一个测温光缆，三个所述电缆缆芯表面均设置有缆芯绝缘屏蔽层，三个所述缆芯绝缘屏蔽层外部设置有同一个电缆外部绝缘保护套，所述测温光缆位于电缆外部绝缘保护套中心内部套接设置。

优选的，所述矿用分布式测温主机与地面监测服务器之间设置有以太网交换机，所述矿用分布式测温主机采用通讯光缆经过以太网交换机与地面监测服务器建立网络连接。

优选的，所述矿用感温光缆位于煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部每隔50米设置一条矿用感温光缆。

优选的，所述声光报警模块采用低温报警、高温报警和升温速率报警设置。

优选的，所述煤矿内部可设置有多个变电所，且每个变电所中均设置矿用分布式测温主机，且多个矿用分布式测温主机均与地面监测服务器建立单独的网络连接。

优选的，所述煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部所铺设的矿用感温光缆分别与矿用分布式测温主机之间建立并联设置。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过在煤矿中的煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部设置矿用感温光缆，从而经过矿用分布式测温主机对煤矿回采工作面、采空区、煤柱等重点区域的温度进行24小时不间断分布式测量，精准探测温度，无盲区，同时实现温度异常点的准确定位，同时结合煤矿实际要求，系统软件对重点区域设置分区管理，并且通过可设定差温、定温报警，准确及时发现隐患，为煤矿采区防灭火措施提供有效数据支持。

附图说明

图1为本发明的矿用分布式光纤测温原理结构示意图；

图2为本发明的煤矿测温电缆铺设结构示意图；

图3为本发明的矿用分布式光纤测温步骤结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

根据图1-3所示的一种煤矿用分布式光纤测温系统，包括分布式光纤测温装置、地面工作站和矿用感温光缆，所述分布式光纤测温装置采用矿用分布式测温主机设置，其中矿用分布式测温主机采用ZWX8-Z型号设置，所述矿用分布式测温主机包括光信号发生模块、背向散射信号模块、光谱分析模块、光电转换模块、信号放大模块、信号采集模块、信号处理模块、信息显示模块、声光报警模块和多通道接口模块，其中光信号发生模块采用脉冲激光设置，光谱分析模块采用波分复用器设置，且光谱分析模块采用背向散射信号模块与信号采集模块相连接，信号采集模块经过光电转换模块和信号放大模块与信号处理模块相连接，信号处理模块分别与信息显示模块和声光报警模块相连接，所述多通道接口模块采用网口、串口和USB多种接口方式设置，所述煤矿内部设置有煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道和变电所，所述矿用分布式测温主机位于变电所内部设置，所述矿用感温光缆位于煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部设置，且为L型铺设，所述地面工作站内部设置有地面监测服务器，为监测采空区纵向区域温度分布，布设一条L型光缆以监测开采过程中的发火情况。从工作面推进的位置开始并随工作面的推进埋入采空区，工作面到达停采线区域时，推进速度较慢，此时需要根据实际煤矿自然发火情况布置光缆，建议每隔50米布置一条光缆，测温主机安装在采区变电所内(易于取电取网位置)，监测数据通过变电所中的以太网交换机上传到地面控制室，并在地面工作站进行数据分析、显示、预警。

进一步的，在上述技术方案中，所述矿用感温光缆包括三个电缆缆芯和一个测温光缆，三个所述电缆缆芯表面均设置有缆芯绝缘屏蔽层，三个所述缆芯绝缘屏蔽层外部设置有同一个电缆外部绝缘保护套，所述测温光缆位于电缆外部绝缘保护套外部采用绝缘扎带固定连接，且关键部位采用导热硅胶粘合，也可采用跳线方式连接，形成表贴式测温光缆铺设，价格成本低；

进一步的，在上述技术方案中，所述矿用感温光缆包括三个电缆缆芯和一个测温光缆，三个所述电缆缆芯表面均设置有缆芯绝缘屏蔽层，三个所述缆芯绝缘屏蔽层外部设置有同一个电缆外部绝缘保护套，所述测温光缆位于电缆外部绝缘保护套中心内部套接设置，形成内绞式测温光缆，对负载的变化做出非常快的响应，精度极高，但其成本较高；

进一步的，在上述技术方案中，所述矿用分布式测温主机与地面监测服务器之间设置有以太网交换机，所述矿用分布式测温主机采用通讯光缆经过以太网交换机与地面监测服务器建立网络连接，通过以太网交换机上传到地面控制室，并在地面工作站进行数据分析、显示、预警；

进一步的，在上述技术方案中，所述矿用感温光缆位于煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部每隔50米设置一条矿用感温光缆，可在第一时间准确预警、报警。

进一步的，在上述技术方案中，所述声光报警模块采用低温报警、高温报警和升温速率报警设置，使其具有定温报警(设定最大温度/最低温度值)、差温报警(实时温度与平均温度差别过大，用于判别局部过热点)、温升过快报警等报警功能；报警分工作级和管理级两层，管理层人员可通过局域网查看；

进一步的，在上述技术方案中，所述煤矿内部可设置有多个变电所，且每个变电所中均设置矿用分布式测温主机，且多个矿用分布式测温主机均与地面监测服务器建立单独的网络连接，能对测量区域在长度上进行分区，对某些区域进行局部重点监测和分区报警；

进一步的，在上述技术方案中，所述煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部所铺设的矿用感温光缆分别与矿用分布式测温主机之间建立并联设置，定位精度高，可准确定位异常温度点。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-3，当对煤矿中电缆测温时，通过电缆上的测温光缆对温度进行检测，将检测到的数据发送给矿用分布式测温主机，经过矿用分布式测温主机对检测到的温度进行处理，在其信息显示模块中显示全程分区图及其温度场分布曲线，以及温度随时间变化曲线，并且根据处理结果控制声光报警模块进行相应的低温报警、高温报警或升温速率报警，从而通过在煤矿中的煤柱、工作面、停采线、采空区、进风通道和回风通道内部设置矿用感温光缆，从而对煤矿的每一个部分进行实时监测，从而有效的对煤矿回采工作面、采空区、煤柱等重点区域的温度进行24小时不间断分布式测量，精准探测温度，无盲区，同时实现温度异常点的准确定位，同时结合煤矿实际要求，系统软件对重点区域设置分区管理，可设定差温、定温报警，准确及时发现隐患，为煤矿采区防灭火措施提供有效数据支持。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，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，均应包含在本发明的保护范围之内。