基于OPC技术的粉尘浓度监控系统研究

针对通用组态软件价格昂贵,其通用性对于工业现场的具体应用场合存在冗余造成资源浪费的现状,提出了基于OPC技术的矿井粉尘浓度监控系统。该系统由硬件和软件2部分组成,以Visual Basic为上位机开发平台,以S7-200系列PLC为控制器实现系统功能。仿真结果表明系统成本低、可靠性强,可满足对粉尘浓度的实时监测的要求。     

基于物联网技术的煤矿井下粉尘浓度监测方法

针对煤矿井下生产来说,粉尘浓度过高容易引发工作人员患肺部疾病,造成粉尘爆炸灾害,威胁工作人员的生命安全,造成巨大的经济损失,如何对粉尘浓度进行精准监测至关重要。提出了基于物联网技术的煤矿井下粉尘浓度监测方法。引入物联网技术,搭建煤矿井下物联网组织架构,选取适当的粉尘浓度传感器,以此为基础,获取粉尘浓度监测数据,通过粉尘浓度监测数据处理与融合,获得最终粉尘浓度数值。综合最终粉尘浓度与煤矿井下生产环境温度,判定粉尘浓度是否超限,若粉尘浓度超限,设备开启声光预警,防止粉尘爆炸灾害的发生,从而实现了煤矿井下粉尘浓度的监测。实验结果表明,与对比方法相比,应用所提方法获得的粉尘浓度监测数据处理时间更短,粉尘浓度监测相对误差更小,充分证实了所提方法的粉尘浓度监测效果更佳。     

露天矿爆破粉尘排放量的计算分析

以大冶铁矿爆破试验为例，利用大气中粉尘浓度和粉尘沉降量测定结果，计算了爆破粉尘排放量，分析了爆破粉尘分散度的变化规律。     

粉尘浓度的测量

现代工业生产中,粉尘浓度测量已经越来越重要,所以设计一种用于现场的粉尘浓度快速测量设备是十分必要。在研究光学测量原理的基础上,分析了利用光透射原理来测量粉尘浓度的方法,给出了具体计算公式,并介绍了检测放大电路的设计和粉尘浓度测量电路组成和功能。实践表明,此设计方法具有较高的准确性和应用推广价值。     

基于光学的无动力粉尘浓度检测技术

现有粉尘浓度检测技术采用主动抽取的方式,功耗高、测量结果容易受环境因素影响。基于光学散射法的无动力粉尘浓度检测技术,设计了特有的光学检测机构,通过建立二维风速补偿算法模型,应用粉尘浓度PID自适应控制算法,实现了粉尘浓度传感器的低功耗、大量程、高精度、高可靠性。实验结果表明,无动力粉尘浓度检测技术有效克服了主动抽取式检测技术的缺点,提高了粉尘浓度检测精度。     

基于响应曲面法煤矿粉尘浓度测量装置优化研究

为提高基于静电感应原理测量粉尘浓度的感应电荷量,在入口直径一定的条件下,以收缩段长度、喉道段长度、喉道段直径和扩散段长度为设计变量,以感应电荷量为响应变量,研究使感应电荷量最大值时的测量装置结构,利用流体力学软件Fluent6.3对不同结构尺寸的测量装置内部流场进行数值模拟,并基于响应曲面法、利用统计软件Design-Expert,得到了测量装置的喉道段直径和喉道段长度对感应电荷量有显著影响,并得出使感应电荷量最大值的测量装置的结构尺寸;分析了不同粒径的粉尘对改进前测量装置感应电荷量的影响:粒径小时感应电荷量小;分析了不同粒径的粉尘对改进后测量装置的影响:粒径不同,得出的最优的测量装置结构尺寸也不同;通过对比分析,不同粒径的粉尘,改进后的测量装置感应电荷量均提高15%以上,并且在粒径小时改进效果更明显。     

环形通风流场内粉尘浓度的影响因素实验研究

粉尘是工业生产的重要灾害之一。国内外专家学者进行了大量的粉尘理论和现场试验研究,但仍缺少一种能够模拟环形通风流场内粉尘多相流的综合性实验系统。为此,设计并研制出环形通风流场粉尘监测及除尘测试综合实验系统,并运用该系统定量地研究了风速、粉尘种类、粉尘粒径对粉尘浓度的影响。     

采煤机割煤时粉尘质量浓度检测技术研究

针对现有粉尘质量浓度检测技术在采煤机割煤时的局限性,提出了基于光吸收法的粉尘高质量浓度检测方法,通过阐述光吸收法的基本原理,根据光源和光电传感器的选择依据,设计了光学检测结构.通过Fluent软件对设计的暗室结构进行流场仿真,确定了激光管与光电倍增管布置位置.同时,设计了无线数据传输功能,将采集的粉尘质量浓度数据通过无线传输至采集主机.通过与粉尘采样器对比试验证明:在合理的标定系数下,传感器的检测误差均小于10％,测量精度较高,实现了煤矿井下采煤机割煤时粉尘质量浓度的精确测量.     

基于机器学习的露天煤矿粉尘浓度预测

为实现对露天矿粉尘浓度进行预测,以伊敏露天矿现场环境监测数据为支撑,通过皮尔逊相关系数分析样本特征的线性相关程度,确定以风速、光照度、温度、湿度为样本输入特征,PM_2.5为输出特征,以线性回归算法、随机森林算法、K-近邻算法、支持向量机算法、梯度提升树算法共五种机器学习算法为基础,建立了多因素环境影响下的粉尘浓度监测模型。研究结果表明：对于五种算法,其评价指标RMSE分别为10.6526、7.8313、8.2265、6.8288、8.8709,其中以支持向量机算法建立的预测模型对于该样本粉尘数据预测效果最好。     

基于光信号统计分析的粉尘浓度检测方法

为了提高基于光散射法的粉尘浓度传感器测量精度,对传感器光散射系统进行了建模与分析,推导出对于同一粉尘颗粒,其散射光电脉冲信号分布满足对数正态分布的一般性统计规律,并推论对于同一空气动力学粒径的粉尘颗粒物群,其质量浓度测量结果会在粒径域内展宽为满足对数正态分布的多粒径分布函数。实验结果表明,该推论与实际测量结果吻合。     

基于GA-BP神经网络的矿井粉尘浓度预测研究

为了准确预测矿井粉尘浓度,有效防治矿井粉尘危害,运用遗传算法优化的BP神经网络预测模型(GA-BP模型)对某矿山工作面时间序列粉尘浓度进行预测,以预测结果的相对误差、平均绝对百分比误差来评判模型的预测准确性。再利用BP神经网络预测模型,卷积神经网络预测模型(CNN模型)的预测结果同GA-BP预测模型的预测结果进行对比验证,以均方根误差来评价三种模型的预测效果。结果表明,应用GA-BP预测模型,相对误差最大为4.27%,最小为0.14%,相对误差都在10%以内,预测样本的平均绝对百分比误差(MAPE)小于10%,达到了高精度预测要求。CNN、BP、GA-BP三种预测模型的RMSE值分别为1.1007、1.0008、0.9354,GA-BP预测模型对于该矿山工作面粉尘浓度预测效果最好。     

煤矿粉尘现状及综合防治技术探讨

介绍了矿尘的危害及矿井粉尘标准和现状,根据井下实践经验,提出了通过煤层注水、通风降尘、湿式作业、水炮泥水封爆破、喷雾防尘和个体防护等措施进行综合防尘,并着重介绍了煤层注水和通风防尘技术。     

粉尘浓度现场实时检测装置研究

为解决粉尘浓度现场实时检测问题，将电子称直接装于采样器中。空气采样后，直读粉尘浓度，并在理论上探讨了该种电子称应具有的灵敏度及各种影响因素此起的测量误差范围。     

基于光散射法无动力粉尘质量浓度检测技术

针对目前煤矿光散射法粉尘质量浓度传感器的易堵塞、维护难问题,提出了一种具有无堵塞、易维护特征的光散射法无动力粉尘质量浓度检测技术并开发光散射法无动力粉尘质量浓度传感器。首先通过分析光散射法粉尘质量浓度检测基本原理与目前光散射法粉尘质量浓度传感器的结构特征,设计了一种由激光器、光电二极管、遮光罩等部分组成的光散射法无动力粉尘质量浓度检测单元,并附上超低信号处理电路,设计了一种光散射法无动力粉尘质量浓度传感器。通过分析外界自然光对光散射法无动力粉尘质量浓度传感器的影响规律,设计一种传感器零点值动态检测的数据处理算法,消除了外界自然的干扰。然后通过分析光散法无动力粉尘质量浓度传感器光散射信号的分布特征,并且确定了光散法无动力粉尘质量浓度传感器检测初始值与实际粉尘质量浓度的数学关系,以粉尘质量浓度低于120 mg/m³采用二次多项式曲线拟合,高于120 mg/m³采用线性拟合的方式,实现了无动力光散射法粉尘质量浓度传感器的精准标定。最后通过试验证明了基于光散射法无动力的粉尘质量浓度传感器低浓度误差低于15%,高浓度误差低于10%。无动力光散射法粉尘质...     

露天矿采装环节粉尘运移规律与降尘技术研究

以国内某大型露天煤矿岩石采装环节为研究对象,根据欧拉-拉格朗日研究方法,利用FLUENT模拟分析软件对采场工作面P&H4100XPC重型矿用电铲铲装物料并落料于矿用自卸卡车箱斗时产生的粉尘运移规律进行数值模拟,与现场监测结果对比,验证模型正确性。结果表明：电铲落料产生81.4%粉尘积聚在电铲附近,下风向1 m处粉尘质量浓度最高为42.87 mg/m³;在高度13 m处粉尘浓度最高为4.51 mg/m³,高度方向38 s时粉尘浓度低于环境空气质量二级标准;进一步模拟雾炮车等降尘技术极其效果比较,认为雾炮车喷雾器装置布设在下风向20 m处、垂直角度控制在45°～55°,可以有效地降低采装作业粉尘的扩散。     

建筑物爆破粉尘控制

简述了爆破粉尘的尘源、特点、危害及降低建筑物爆破粉尘的意义,综述了当前典型降尘技术的特点及机理,指明了降尘技术的发展方向,为此类问题研究提供技术参考。     

确定采煤工作面粉尘浓度的新方法

现有工作面粉尘浓度确定方法只考虑机器参数，未考虑被截割对象的性质，而在反映煤岩性质的性能指标中，煤岩破碎性能指标——m值对粉尘的形成具有重要作用。经过对m与产尘量的定量分析，利用修正项将m加入到数学模型中，并求出其线性回归系数，从而构造出更符合实际的计算工作面粉尘浓度的数学模型。修正前后两个数学模型的结果分析表明，修正后的数学模型更准确，为进一步分析研究工作面粉尘的影响与危害奠定了基础。     

综采工作面粉尘浓度分布模拟研究

采用Fluent软件对综采工作面粉尘浓度进行了数值模拟研究。结果显示:顺风割煤时,机道附近粉尘浓度的峰值位于采煤机下风向10 m左右,粉尘浓度从下风向40 m处开始趋于稳定,人行道附近粉尘浓度在下风向20 m左右粉尘浓度趋于稳定;逆风割煤时,机道附近粉尘浓度于采煤机下风向7 m处达到最高,人行道附近的粉尘浓度于下风向17 m处趋于稳定。在巷道横断面方向上,粉尘浓度的峰值区随着粉尘运移路程的增加而从煤壁向机道方向移动。     

电荷感应式粉尘浓度检测技术

针对目前常见的光学式粉尘浓度传感器中存在维护频繁、结构复杂等缺点,基于粉尘的静电特性,研发了一种电荷感应法粉尘浓度传感器。阐述了电荷电感应法的基本原理,并借助实验对其基本原理进行了验证,且通过实验证明了粉尘浓度与感应所得信号的波动性呈正相关关系;简述了感应式粉尘浓度传感器的软硬件设计。通过实验室实验和煤矿井下现场工业试验,证明了电荷感应式粉尘浓度传感器具有较高的检测精度,实验室检测误差低于10%,并且使用中传感器基本免维护。