一、解决方案概述
煤矿采空区防自然发火综合在线监测系统由两个子系统组成，分别是：1）本安型分布式光纤测温子系统（DTS）；2）矿用多气体短束管激光监测子系统(TDLAS)；两个子系统分别由井下监测分析层、井下网络传输层、地面监控平台组成，如下图所示：
综合系统架构图
分布式光纤测温子系统（DTS）
分布式光纤测温系统（DTS ）是利用光在光纤传播过程中产生拉曼散射和光时域反射原理来实现分布式温度和空间距离的精准定位。
1．系统主要由地面工控机、采空区火灾监测预警平台软件、矿用本安型火灾参数监测装置测温主机/矿用隔爆型分布式光纤测温主机、感温光缆等组成；
2．测温主机采用不小于7寸组态屏显示，核心组件采用模块化结构设计，方便维护和升级；
3．感温光缆采用62.5/125um多模光纤，一根光纤即可实现温度的长距离连续在线监测，感温光缆具有不带电、不受电磁干扰、本质安全，等特点；
4．测温主机可本地实时显示和存储温度曲线，具有通道切换、通道终点长度自动获取功能。本安型火灾参数监测装置测温主机采用自行开发的温度校准及修正算法，系统环境适应能力强，温度测量误差小、精度高；
5．地面服务器具有网络发布（web）功能，方便局域网内用户进行数据查看；
6．接口配置：以太网接口，光纤通信，采用国际标准的IEEE802.3以太网通讯协议进行统一交互数据输入/输出；
7．系统软件可对感温光缆进行分区设置，实时显示温度曲线、快速查询各点温度随时间变化曲线，系统软件具有独立定温报警、差温报警功能，提供数据报表打印功能，监测数据可与煤矿安全生产相结合；
8．分布式光纤测温主机同时具备本安、煤安和消防CCC国家强制性产品认证。
矿用多气体短束管激光监测子系统
系统主要由地面工控机、采空区火灾监测预警平台软件、矿用隔爆兼本安型多气体短束管激光监测装置主机、矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器、煤矿井下束管输气泵站、通讯光缆、煤矿用聚乙烯束管、安装辅材等组成，系统采用可调谐半导体激光吸收光谱技术（TDLAS）实现对CH4、CO、C2H2、C2H4、CO2、O2、N2（可扩展H2、C2H6、C3H8、H2S、SO2，最多可监测12种气体）等7种标志性气体进行24小时连续实时分析，精确地掌握井下气体动态。系统具备标志性气体浓度异常报警功能，对标志性气体浓度异常情况及时预警，提示管理人员迅速采取措施，进行有效的防治处理。
二、主要设备参数
1.矿用本安型火灾参数监测装置测温主机/矿用隔爆型分布式光纤测温主机
(1)测温距离：0-10km，可定制；
(2)测温范围：-20～120℃(取决于光缆）；
(3)通道数：2/4/8可选；
(4)供电电压：DC12V；
2.感温光缆
(1)光纤类型：62.5/125um 多模光纤；
(2)测温范围：－20℃～＋120℃；
(3)光缆护套：不锈钢螺纹铠装护套；
3.矿用隔爆兼本安型多气体短束管激光监测装置主机
（1）系统分类：短束管+激光光谱分析
（2）分析原理：激光光谱分析
（3）系统容量：8/16/24路
（4）通讯方式：RJ45、SC/APC
（5）监测方式：24小时连续实时、在线分析或人工设定
（6）显示方式：井下主分析设备可独立显示
（7）响应时间：≤60秒
（8）分析气体种类：CO、CO2、CH4、O2、C2H4、C2H2、N2（可扩展H2、C2H6、C3H8、H2S、SO2，最多可监测12种气体）
2.煤矿井下束管输气泵站
（1）防爆型式：矿用隔爆型；
（2）输入电压：AC660V/1140V；
（3）单路抽气速度：20L/Min；
（4）输出压力：不小于1Mpa；
(6) 噪声 ≤65 dB；
3.矿用隔爆兼本质安全型真空电磁起动器
（1）防爆型式：矿用隔爆型；
（2）输入电压：AC660/1140V；
（3）额定电流：30A；
（4）额定频率：50HZ；
（5）主要保护功能：具有漏电闭锁、欠压、过压、断相、过载、三相不平衡、短路等保护；
4. 煤矿用聚乙烯束管
（1）具有阻燃、防静电，并具有有效期内的矿用产品安全标志证书；
（2） 束管的管芯内径应不小于8mm，管壁厚应不小于 1mm，多芯束管的芯管应采用不同编号；
（3） 束管管壁应光滑，不允许有气泡、裂口和明显沟纹，外观色泽应均匀；
三、系统特点优势
分布式光纤测温子系统
1.系统监测范围大，监测点连续，定位精度高，可实时监测不小于10km 范围内光纤沿线各点的温度变化，准确定位异常温度点；
2.测温主机具有多通道测量功能（2/4/8（可定制）），支持多设备、多区域同时监测；
3.采样周期短，可第一时间准确预警、报警；
4.系统可实现多分区监测，现场模拟构图直观展示采空区、工作面温度变化情况；
5.系统支持高温、低温、升温速率等多种预警模式；
6.系统运行安全、可靠，现场只敷设探测光缆，温度信息由光信号传输，不受电磁干扰；
矿用多气体短束管激光监测子系统
1．系统可对CO、CO2、CH4、O2、C2H4、C2H2、N2（可扩展H2、C2H6、C3H8、H2S、SO2，最多可监测12种气体）7种标志性气体进行24小时实时在线监测；
2．系统软件内置检测时间、检测间隔、巡检周期自定义功能，通过系统软件控制井下矿用隔爆型多气体短束管激光监测装置主机执行快速自动循环计算气体浓度，并能井下本地显示；
3．具备多路采集功能，矿用隔爆型短束管激光多气体监测装置主机支持8/16/24通道；
4．系统软件具备图形化监控功能，实时显示气体数据及历史曲线，自定义标志性气体报警阈值及报警级别；
5．矿用隔爆型多气体短束管激光监测装置主机自带高效除尘、除湿装置，避免污浊气体对系统运行的影响；
6．故障自我检测功能，便于系统故障检测及维护；
7．系统支持远程自动化/手动操作；
