高温火区温度智能监测预警与降温系统研发及验证

摘要

针对露天煤矿高温火区炮孔温度监测问题，集成光纤光栅测温技术与无线通信技术，开发自动注水降温(失效)模块，研制温度智能监测预警系统。基于相似理论建立火区岩层物理模型，搭建实验室模拟系统，模拟高温火区温度场分布，通过光纤光栅传感器实时监测炮孔多点位温度，并利用无线通信技术传输测温数据，最终验证监测预警与降温方案的可靠性。研究结果表明：与传统热电偶测温相比，光纤光栅测温技术在高温环境下具有更高的稳定性和测量精度，能够实时监测并传输炮孔内温度数据；在多种初始温度条件下，当热源放热速率等于散热速率时，该系统以平衡温度作为动态阈值自动停止注水，降温(失效)模块能够在炮孔温度达到相应高温阈值(80、90、104℃)时触发注水，实现温度骤降至低温阈值(60、70、90℃)以下；临近炮孔口部的传感器因热散失表现出约18%的温度波动衰减。该系统形成“精准测温-智能预警-快速降温”的闭环方案，为安全施工提供技术保障。

关键词

露天煤矿 / 高温火区 / 温度场 / 监测预警 / 光纤光栅测温