自然發(fā)火監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一套專(zhuān)門(mén)用于預(yù)防和預(yù)警煤炭自燃火災(zāi)的安全監(jiān)控裝備。煤炭在低溫氧化過(guò)程中會(huì)逐步釋放特定氣體并伴隨溫度升高，該系統(tǒng)通過(guò)對(duì)這些"征兆信號(hào)"進(jìn)行連續(xù)、實(shí)時(shí)的采集與分析，在火災(zāi)尚未發(fā)生之前就能識(shí)別出自燃趨勢(shì)，從而實(shí)現(xiàn)超前預(yù)警和精準(zhǔn)定位，幫助礦井在火災(zāi)萌芽階段就采取措施加以治理。

一、原理

煤炭自燃經(jīng)歷緩慢氧化、自熱、自燃三個(gè)階段，每個(gè)階段都會(huì)產(chǎn)生不同的氣體和溫度變化。系統(tǒng)的基本原理就是捕捉這些變化并加以判斷。

在氣體方面，一氧化碳是最早出現(xiàn)、最敏感的標(biāo)志氣體，當(dāng)煤炭開(kāi)始低溫氧化時(shí)CO濃度就會(huì)升高。隨著氧化程度加深，還會(huì)依次出現(xiàn)乙烯、乙炔、乙烷等氣體，同時(shí)氧氣濃度下降、二氧化碳濃度上升。

在溫度方面，煤體溫度和環(huán)境溫度的持續(xù)升高是自燃的直接表現(xiàn)，溫度變化速率越快說(shuō)明火情越緊迫。

二、特點(diǎn)

特點(diǎn)是實(shí)時(shí)在線、全天候連續(xù)監(jiān)測(cè)，由工業(yè)計(jì)算機(jī)自動(dòng)運(yùn)行，不需要人工干預(yù)，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

采用激光光譜和光纖測(cè)溫等新技術(shù)后，響應(yīng)速度從傳統(tǒng)束管的半小時(shí)以上縮短到分鐘甚至秒級(jí)，數(shù)據(jù)幾乎實(shí)時(shí)上傳。

系統(tǒng)內(nèi)置了智能化預(yù)警模型，不僅能判斷火勢(shì)階段，還能自動(dòng)識(shí)別設(shè)備故障并處理。井下設(shè)備全部采用礦用本質(zhì)安全型設(shè)計(jì)，光纖不帶電，能夠在高瓦斯、強(qiáng)電磁干擾等惡劣環(huán)境中穩(wěn)定運(yùn)行。

三、應(yīng)用領(lǐng)域

最核心的應(yīng)用領(lǐng)域是井工煤礦，主要部署在采空區(qū)、工作面回風(fēng)隅角、密閉區(qū)、煤柱破碎帶等容易發(fā)火的位置。煤炭自燃占煤礦火災(zāi)事故總量的八成以上，因此該系統(tǒng)是煤礦安全生產(chǎn)的剛需裝備。

除煤礦外，還廣泛應(yīng)用于地面煤炭?jī)?chǔ)運(yùn)場(chǎng)所，如儲(chǔ)煤場(chǎng)、洗煤廠、輸煤皮帶沿線，用于監(jiān)測(cè)煤堆自燃風(fēng)險(xiǎn)。在森林防火領(lǐng)域，該技術(shù)被用于自然保護(hù)區(qū)和林場(chǎng)，監(jiān)測(cè)溫濕度、風(fēng)速等氣象因子來(lái)預(yù)防森林火災(zāi)。在商業(yè)建筑和公共設(shè)施領(lǐng)域，也用于監(jiān)測(cè)一氧化碳、煙霧等火災(zāi)氣體，與消防系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)早期報(bào)警和自動(dòng)處置。