煤礦井下粉塵在線監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、煤礦井下粉塵是煤礦五大自然災(zāi)害之一，它不僅能引發(fā)塵肺等礦工職業(yè)病，而且由于其燃燒性和爆炸性，將會(huì)對(duì)煤礦安全構(gòu)成威脅。隨著我國(guó)煤礦工業(yè)化進(jìn)程的加快，煤礦開采轉(zhuǎn)為大規(guī)模機(jī)械化生產(chǎn)，煤礦塵害問題正變得日益嚴(yán)重，進(jìn)行礦塵監(jiān)測(cè)與防治具有重要意義。
　　目前，礦塵監(jiān)測(cè)與防治技術(shù)正向著網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)在線監(jiān)控的趨勢(shì)發(fā)展，與塵肺等礦工職業(yè)病有著密切關(guān)系的呼吸性礦塵正逐漸得到重視。我國(guó)礦塵監(jiān)測(cè)防治技術(shù)與水平和國(guó)外存在著一定差距。國(guó)內(nèi)煤礦普遍采用人工、間

2、斷性、單地點(diǎn)檢測(cè)總礦塵濃度的方式，這種測(cè)塵方式不僅自動(dòng)化程度低，而且忽視了呼吸性礦塵數(shù)據(jù)，測(cè)塵誤差也較大，國(guó)內(nèi)尚沒有產(chǎn)品化的礦塵在線監(jiān)控系統(tǒng)。
　　本文以山東科技大學(xué)與臨礦集團(tuán)新驛煤礦合作研發(fā)的“礦塵在線監(jiān)測(cè)監(jiān)控系統(tǒng)”為選題背景，針對(duì)上述國(guó)內(nèi)礦塵監(jiān)測(cè)與防治的現(xiàn)狀與不足，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件和功能要求，結(jié)合微控制器技術(shù)和CAN總線技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了由井下監(jiān)控分站、CAN總線通信和地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)構(gòu)成的煤礦井下粉塵在線監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控分站實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)

3、礦塵的實(shí)時(shí)檢測(cè)與控制，并將噴霧除塵和除塵設(shè)備除塵靈活結(jié)合起來，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)的除塵需要，取得較好的降塵效果；監(jiān)控分站還具有檢測(cè)數(shù)據(jù)就地顯示、濃度閾值設(shè)置、除塵控制輸出方式的設(shè)定，以及供水故障檢測(cè)、人員經(jīng)過檢測(cè)和語(yǔ)音提示等功能。系統(tǒng)采用了先進(jìn)的CAN總線通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)六個(gè)井下監(jiān)控分站與地面上位機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，不僅有助于提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，而且對(duì)于數(shù)據(jù)通信的可靠性更是一種有力保障。地面監(jiān)控計(jì)算機(jī)除具備現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)監(jiān)視、數(shù)據(jù)查詢以及運(yùn)行參數(shù)設(shè)置等功能外

4、，系統(tǒng)充分利用了計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)算處理能力，一方面，采用最小二乘原理優(yōu)化監(jiān)控分站的運(yùn)行參數(shù)，修正總礦塵濃度數(shù)據(jù)，提高檢測(cè)精度；另一方面，通過計(jì)算呼吸性礦塵濃度與總礦塵濃度之間的比值，根據(jù)已測(cè)的總礦塵濃度數(shù)據(jù)得出呼吸性礦塵濃度數(shù)據(jù)，從而使礦工職業(yè)病危害程度更加直觀。
　　現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試和運(yùn)行表明，系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確檢測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的總礦塵濃度，并進(jìn)行及時(shí)、有效除塵，取得了較好的測(cè)塵、降塵效果。同時(shí)，系統(tǒng)提供的呼吸性礦塵濃度數(shù)據(jù)使職業(yè)病危害程度更為直