基于无线传感器网络的煤炭自燃火源监测系统的设计

煤矿井下绝大多数的自燃火灾都是发生在回采工作面的采空区或相邻的老空区内,由于火源位置无法接近,往往无法确定火源的实际位置,给防灭火工作带来了很大的盲目性。因此,预测矿井生产过程中可能出现的煤炭自燃发火的时间和空间分布,准确探测地下火源的位置及其范围至关重要。

煤炭自燃高温火源监测技术是防治煤炭自然发火亟待解决的重大难题之一。国内外许多学者为此进行了长期的基础理论研究和科学试验,取得了大量的研究成果[1～2 ] :预埋热电偶可进行远距离巡回检测,但仅限于几个可疑点采样,且监测周期长、劳动强度大、数据采集速度慢,不便于火情的早发现、早报告;遥感技术虽然已经成熟,但只能对数十甚至数百平方千米的范围进行圈定,无法满足生产矿井的需要;红外成像仪可在井下探测温度的三维空间变化规律,但如何消除人体、设备及重叠高温源的影响尚处于试验阶段;气体探测法、磁力探测法、电磁波探测法、电阻法等均是通过测定气体成份变化、磁场强度变化以及电参数(电阻、电磁波频率) 的变化间接探测,因受大地杂散电流、磁场、山区复杂地形等多因素的干扰,探测准确度很低。