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，將會對煤礦安全構成威脅。隨著我國煤礦工業(yè)化進程的加快，煤礦開采轉為大規(guī)模機械化生產，煤礦塵害問題正變得日益嚴重，進行礦塵監(jiān)測與防治具有重要意義。
　　目前，礦塵監(jiān)測與防治技術正向著網絡化、實時在線監(jiān)控的趨勢發(fā)展，與塵肺等礦工職業(yè)病有著密切關系的呼吸性礦塵正逐漸得到重視。我國礦塵監(jiān)測防治技術與水平和國外存在著一定差距。國內煤礦普遍采用人工、間

2、斷性、單地點檢測總礦塵濃度的方式，這種測塵方式不僅自動化程度低，而且忽視了呼吸性礦塵數(shù)據，測塵誤差也較大，國內尚沒有產品化的礦塵在線監(jiān)控系統(tǒng)。
　　本文以山東科技大學與臨礦集團新驛煤礦合作研發(fā)的“礦塵在線監(jiān)測監(jiān)控系統(tǒng)”為選題背景，針對上述國內礦塵監(jiān)測與防治的現(xiàn)狀與不足，根據現(xiàn)場的環(huán)境條件和功能要求，結合微控制器技術和CAN總線技術，實現(xiàn)了由井下監(jiān)控分站、CAN總線通信和地面監(jiān)控計算機構成的煤礦井下粉塵在線監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控分站實現(xiàn)現(xiàn)場

3、礦塵的實時檢測與控制，并將噴霧除塵和除塵設備除塵靈活結合起來，以適應現(xiàn)場的除塵需要，取得較好的降塵效果；監(jiān)控分站還具有檢測數(shù)據就地顯示、濃度閾值設置、除塵控制輸出方式的設定，以及供水故障檢測、人員經過檢測和語音提示等功能。系統(tǒng)采用了先進的CAN總線通信技術實現(xiàn)六個井下監(jiān)控分站與地面上位機之間的數(shù)據傳輸，不僅有助于提高系統(tǒng)的實時性，而且對于數(shù)據通信的可靠性更是一種有力保障。地面監(jiān)控計算機除具備現(xiàn)場狀態(tài)監(jiān)視、數(shù)據查詢以及運行參數(shù)設置等功能外

4、，系統(tǒng)充分利用了計算機的數(shù)據運算處理能力，一方面，采用最小二乘原理優(yōu)化監(jiān)控分站的運行參數(shù)，修正總礦塵濃度數(shù)據，提高檢測精度；另一方面，通過計算呼吸性礦塵濃度與總礦塵濃度之間的比值，根據已測的總礦塵濃度數(shù)據得出呼吸性礦塵濃度數(shù)據，從而使礦工職業(yè)病危害程度更加直觀。
　　現(xiàn)場調試和運行表明，系統(tǒng)能夠實時、準確檢測現(xiàn)場的總礦塵濃度，并進行及時、有效除塵，取得了較好的測塵、降塵效果。同時，系統(tǒng)提供的呼吸性礦塵濃度數(shù)據使職業(yè)病危害程度更為直