煤礦地質(zhì)復(fù)雜,礦井災(zāi)害頻發(fā),瓦斯爆炸、突水、粉塵等各種災(zāi)害隱藏在煤炭開采過程中。其中瓦斯爆炸的破壞力度大且結(jié)果不可逆,嚴(yán)重威脅煤礦安全運(yùn)行,尤其是綜采面上隅角,其地理位置、空間結(jié)構(gòu)均特殊,容易積聚瓦斯因而出現(xiàn)爆炸。本課題在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目“礦山新型甲烷通風(fēng)儀器安全防塵計(jì)量技術(shù)研究”（2017YFF0205500）和安徽光機(jī)所的資助和支持下,重點(diǎn)對礦井下上隅角處瓦斯?jié)舛葯z測設(shè)備的設(shè)計(jì)與應(yīng)用,以及對瓦斯?jié)舛阮A(yù)測模型等方面進(jìn)行研究。在瓦斯檢測系統(tǒng)方面,對不同檢測方法的研究和篩選,確定總設(shè)計(jì)方案并完成系統(tǒng)搭建。首先,完成了基于TDLAS技術(shù)實(shí)現(xiàn)便攜式瓦斯?jié)舛葯z測系統(tǒng)的硬件選型,設(shè)計(jì)并搭建硬件電路,包括用于濃度檢測的激光模塊,用于信號(hào)放大的調(diào)理模塊,用于臨時(shí)存儲(chǔ)檢測值的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊以及用于連接上位機(jī)的通信模塊。其次,設(shè)計(jì)了上位機(jī)顯示平臺(tái),包括檢測數(shù)據(jù)顯示與濃度預(yù)測界面以及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)界面等,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的顯示、預(yù)測以及存儲(chǔ)的功能。最后經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,研制的便攜式檢測設(shè)備能夠完成瓦斯?jié)舛鹊臋z測,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。在瓦斯?jié)舛阮A(yù)測方面,基于多種模型預(yù)測瓦斯?jié)舛�。考慮到影響瓦斯?jié)舛戎档亩喾N因素,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)... 

【文章來源】：中國礦業(yè)大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

010年至2018年各類礦井事故死亡人數(shù)比例圖

工程碩士專業(yè)學(xué)位論文42激光二極管，具有輸出功率大、溫度系數(shù)小且便于調(diào)制等優(yōu)點(diǎn)，適用于本系統(tǒng)。6046.06046.26046.46046.66046.86047.06047.26047.46047.66047.86048.00.0E+002.0E-034.0E-036.0E-038.0E-031.0E-021.2E-021.4E-02吸收度波長cm-1圖4-3DFB激光二極管中心波長為1.654處的吸收譜線Figure4-3Theabsorptionlineat1.654centerwavelengthofDFBlaserdiode圖4-4DFB激光器實(shí)物圖Figure4-4TheDFBlaserphysicaldrawingDFB激光器是精密器件[70]，因其電特性較弱，受電流影響較大，當(dāng)電流過大時(shí)會(huì)出現(xiàn)靜電擊穿、電流浪涌沖擊等現(xiàn)象，這會(huì)嚴(yán)重毀壞激光器。當(dāng)激光器溫度過高時(shí)，檢測精度會(huì)嚴(yán)重下降影響使用壽命。此外，若電流波動(dòng)較大時(shí)，其輸出光波長會(huì)隨之改變，波長一旦發(fā)生變化，會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的檢測精度，其次，檢測系統(tǒng)所處的環(huán)境復(fù)雜多變，更需要穩(wěn)定的激光輸出波長以檢測瓦斯?jié)舛�，所以必須穩(wěn)定激光器的驅(qū)動(dòng)電流和溫度。綜上需要調(diào)制激光器以確保檢測精度，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性。因此需要光源調(diào)制電路，包括電流調(diào)制電路和溫度調(diào)制電路，其具體結(jié)構(gòu)如圖4-5所示。

4瓦斯?jié)舛阮A(yù)測系統(tǒng)的搭建與實(shí)現(xiàn)53圖4-23便攜式瓦斯檢測儀內(nèi)部圖Figure4-23Theinteriordrawingofportablegasdetector圖4-24便攜式瓦斯檢測儀Figure4-24Theportablegasdetector除了本檢測系統(tǒng)自帶LCD液晶屏可以實(shí)時(shí)顯示瓦斯?jié)舛戎担瑸榱烁奖愫椭庇^對檢測并控制系統(tǒng)，以及保存歷史數(shù)據(jù)，使用VisualBasic6.0軟件設(shè)計(jì)如圖4-25所示的濃度預(yù)測系統(tǒng)平臺(tái)，通過與檢測儀通信，設(shè)定光源的工作電流和溫度，顯示并保存瓦斯?jié)舛�、通風(fēng)風(fēng)量、該礦井的煤層含瓦斯量等相關(guān)參數(shù)，通過手動(dòng)或自動(dòng)調(diào)節(jié)權(quán)值，實(shí)時(shí)預(yù)測瓦斯?jié)舛炔@示預(yù)測誤差，實(shí)時(shí)預(yù)測界面如圖4-26所示。圖4-25上隅角瓦斯?jié)舛阮A(yù)測平臺(tái)的初始界面Figure4-25Theinitialinterfaceofuppercornergasconcentrationpredictionplatform

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于支持向量機(jī)的礦井瓦斯?jié)舛阮A(yù)測應(yīng)用研究[J]. 趙華天.  煤炭科技. 2018(04)
[2]綜采面上隅角瓦斯積聚原因分析及防治措施[J]. 張明,王龍.  內(nèi)蒙古煤炭經(jīng)濟(jì). 2018(20)
[3]基于VMD與DE-Elman的瓦斯?jié)舛葎?dòng)態(tài)預(yù)測[J]. 付華,代巍.  遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(04)
[4]煤礦井下瓦斯?jié)舛葯z測方法綜述[J]. 李童童,童紫原,唐守鋒,童敏明,徐朝亮.  現(xiàn)代礦業(yè). 2018(05)
[5]一種集成卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深信網(wǎng)的步態(tài)識(shí)別與模擬方法[J]. 何正義,曾憲華,郭姜.  山東大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2018(03)
[6]基于灰色理論的回采工作面瓦斯涌出量動(dòng)態(tài)預(yù)測研究[J]. 秦志.  能源與環(huán)保. 2018(02)
[7]高瓦斯綜采工作面采空區(qū)長立管埋管瓦斯抽采技術(shù)[J]. 劉壘.  煤礦安全. 2018(01)
[8]煤層瓦斯治理及利用綜述[J]. 馬文兵.  煤礦現(xiàn)代化. 2017(05)
[9]基于混沌時(shí)間序列的煤礦工作面瓦斯?jié)舛阮A(yù)測研究[J]. 趙亮.  煤礦機(jī)械. 2017(07)
[10]條件深度玻爾茲曼機(jī)人臉圖像分割模型[J]. 張娟,楊建功,汪西莉.  小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2017(05)

博士論文
[1]掘進(jìn)工作面煤與瓦斯突出非線性動(dòng)態(tài)預(yù)測研究[D]. 閆孝姮.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2016
[2]氣體紅外吸收光譜檢測信號(hào)的分析研究[D]. 劉永寧.山東大學(xué) 2016
[3]煤礦瓦斯場分布演化規(guī)律及其時(shí)空建模研究[D]. 吳響.中國礦業(yè)大學(xué) 2014
[4]掘進(jìn)工作面煤與瓦斯突出動(dòng)態(tài)預(yù)測方法與技術(shù)研究[D]. 曹垚林.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2014
[5]基于三類危險(xiǎn)源劃分的煤礦瓦斯爆炸事故機(jī)理與預(yù)警研究[D]. 王莉.西安科技大學(xué) 2010
[6]瓦斯?jié)舛鹊姆中畏治雠c混沌預(yù)測模型研究[D]. 李剛.中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 2009
[7]基于可調(diào)諧激光光譜的礦井瓦斯氣體傳感系統(tǒng)的研究[D]. 鄧廣福.吉林大學(xué) 2008

碩士論文
[1]基于信息融合的綜采工作面瓦斯?jié)舛阮A(yù)測研究[D]. 高意義.西安科技大學(xué) 2019
[2]單一厚煤層高瓦斯綜放面上隅角瓦斯積聚與超限治理技術(shù)優(yōu)化[D]. 楊盼.中國礦業(yè)大學(xué) 2018
[3]基于深度學(xué)習(xí)的高光譜解混[D]. 王曄琳.西安電子科技大學(xué) 2017
[4]TDLAS氣體檢測系統(tǒng)及其集成化研究[D]. 董禮.電子科技大學(xué) 2017
[5]基于可調(diào)諧半導(dǎo)體激光吸收譜技術(shù)的甲烷濃度檢測[D]. 李志濤.電子科技大學(xué) 2017
[6]基于受限玻爾茲曼機(jī)的深度學(xué)習(xí)模型及其應(yīng)用[D]. 張艷霞.電子科技大學(xué) 2016
[7]基于TDLAS技術(shù)的甲烷濃度實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)[D]. 潘紅帥.中國礦業(yè)大學(xué) 2015
[8]基于TDLAS的光源驅(qū)動(dòng)及信號(hào)檢測技術(shù)研究[D]. 楊文康.電子科技大學(xué) 2015
[9]鋼鐵企業(yè)高爐煤氣動(dòng)態(tài)預(yù)測模型研究及應(yīng)用[D]. 李鴻亮.東北大學(xué) 2014
[10]基于TDLAS的大氣CO2監(jiān)測技術(shù)研究[D]. 信豐鑫.中國海洋大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3533737