在煤矿这一高危行业中,智能消防系统已成为保障安全生产、实现“少人则安、无人则安”目标的关键技术装备。一套先进的煤矿智能消防系统绝非单一设备的堆砌,而是一个深度融合了感知、决策与执行的“监、防、灭”一体化智能平台。其核心构成,可以从以下几个关键部分来解析。
一、立体化、多参数融合的智能感知层
这是系统的“眼睛”和“鼻子”,负责实时捕捉火灾隐患的最初信号。现代系统已突破对单一传感器的依赖,构建起“点-线-面”相结合的立体监测网络。
分布式光纤测温系统(DTS):如同为电缆桥架、设备表面铺设了一张密集的“神经网”,能够实现连续、精准的温度监测与火源定位,为早期预警提供基础数据。
激体分析仪与束管监测系统:这是预警内因火灾(煤自燃)的利器。通过实时监测CO、乙烯等标志性气体的浓度变化,系统能够在煤类阴燃阶段(即产生明火前数小时至数天)发出超前预警。系统通常由激光多参数分析仪、束管抽气泵、气水分离器等组成,通过铺设至采空区、密闭区等关键地点的束管,将气体样本抽至地面进行分析。
红外热成像与视频图像火焰识别:结合可见光与热成像摄像头,系统可对设备过热、异常温升及初期明火进行自动识别与报警,与气体监测形成互补,将整体预警准确率提升至99%以上,同时大幅降低误报率。
二、集成化、智能化的中央决策与控制平台
这是系统的“大脑”,负责处理感知层传来的海量数据,并做出决策。它通常是一个集成了火灾监测、预警分析、灭火控制、通风联动、应急广播等功能的模块化软件平台。
数据融合与智能分析:平台运用大数据和AI算法,对多源监测数据进行融合分析,实现火灾风险的智能评估与趋势预测,从“被动响应”转向“主动防控”。
三维可视化与数字孪生:通过与矿山数字孪生模型联动,平台能够精确定位火源,并在三维场景中直观展示火情及影响范围,为指挥决策提供“一张图”式的支撑。国家政策也鼓励推广工作面远程数字孪生集控技术,为开采装备的智能运行和灾害防控提供基础环境数据。
应急预案自动触发:一旦确认火警,平台可依据预设预案,自动或经远程确认后,触发相应的灭火分区、调节通风设施(如自动关闭防火门)、启动应急广播等一系列联动操作。
三、精准化、多样化的灭火执行层
这是系统的“手臂”,负责执行灭火指令。其设计强调“精准”与“适配”,根据不同硐室的火灾风险类型(电气、油液、固体物质等)和空间结构,选择最匹配的灭火技术组合。
自动灭火装置:例如,在皮带输送机等重点区域,会部署由传感器、控制主机和灭火装置(如喷头、干粉灭火弹)组成的自动灭火系统,实现火灾的快速就地扑灭。
多样化灭火剂投送系统:
全氟己酮等新型洁净气体灭火系统:适用于变电所、泵房等有精密电气设备的场所,实现全覆盖保护且不留残留。
超细干粉灭火系统:常用于电缆沟、设备局部等区域的加强防护。
注浆、注氮(惰性气体)系统:主要用于采空区等大面积区域的内因火灾防治与窒息。
供水与喷淋系统:作为基础消防设施,其阀门与控制也接入智能平台,实现远程一键启停和分区控制。
四、政策与标准体系的支撑
系统的设计与建设并非无章可循,而是紧密遵循国家层级的政策导向与技术标准。
政策驱动:国家发展改革委、国家能源局《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》及后续系列政策,明确要求推进通风系统全面感知、危险繁重岗位机器人替代,并鼓励达到条件的煤矿按更高标准进行智能化建设。到2026年,目标是实现全国煤矿智能化产能占比不低于60%,井下人员减少10%以上。
标准规范:《煤矿智能化建设指南》、《煤矿防灭火细则》以及《煤矿综采工作面智能化防灭火系统技术要求》(T/CCS 034-2023)等行业标准,为系统的“监、防、灭”一体化平台设计、技术选型、安装验收提供了详细的技术依据与规范要求。《煤矿安全生产条例》(2025年5月施行)更是以法规形式要求矿山企业配备智能灾害监测系统。
标准化与模块化:政策的深入实施推动着关键部件向模块化、标准化发展,这有助于降低系统成本,促进先进智能消防技术在各类煤矿,特别是中小型煤矿的普及应用。
一个完整的煤矿智能消防系统,是以立体智能感知为前端,以集成决策平台为核心,以精准灭火执行为终端,并深度融合了国家政策与行业标准指引的复杂系统工程。它代表着煤矿安全从“人防”到“技防”的根本性转变,是构建矿山本质安全的重要基石。