基于激光诱导荧光技术的矿井突水监测系统研究.pdf

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1、％ｖ／４分类号：１０３６１单位代码：姜蔽巧工乂ｆ０ＡＮＨＵ：ＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ蔡聲立巧二每ＩＩＩ理论文题目：基于激光诱导焚光技术的矿井突水监测系统＾作溃餘＇：刘栋＿专化名称：电气工程；导臟名；周孟然教授；蔚郝獅２０１２１７年６月日Ｐ２７４论文编号：中图分类号：Ｔ学科分类号：５１０９９密级：公迂安徽理王大学硕去学位论文基于激光诱导巧光技术的矿井突水监测系统研究：刘栋作者姓名专业名称：电气工

2、程研巧方向：由气信息监测技术导师巧名：周孟然教授导师单位：安徽理工大学答辩委员会主席：王国锋论文答辩日期：２０１７年６月２日安徽理工大学研究生处２０１７年６月８日ＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｉｎＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｉｎｅＷａｔｅｒＩｎｒｕｓｈＭｏｎｉｔｏｌｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＬａｓｅｒＩｎｄｕｃｅｄＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅＣａｎｄｉｄａｔｅ：ＬｉｕＤｏｎｇＳｕｅｒｖｉｓｏｒ：ＺｈｏｕＭｅｎｒａｎｐｇＳｃｈｏｏｌｏ

3、ｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇＡｎＨｕｉＵｎｉｖｅｎｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｙｇｙＮｏ．１６８，Ｔａ祗ｎｇＳｔｒｅｅｔ，Ｈｕａｉｎａｎ＾３２００１，Ｐ．Ｒ．ＣＨＩＮＡ独创性声明本人声明巧呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加Ｌ义标注和致谢的地方Ｌ义外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过巧研究成果，也不包含为获得查盤墨互去篷一＿＿或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我同工作的同志对本研究所做的任

4、何贵献均臣在论文中作了明确的说明并表示谢意。学俭沦文作者签名；封巧、日期：Ｗ７年Ｇ月曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽理工大学有保留、使用学位论文的规定，巧：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于安徽理工大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和據盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徵理工大学可ＬＸ将学位论文的全部或部分巧容编入有关数据库进行检索，可Ｌ义采用影印、、缩印或担描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）Ｉ曰学位论文作者签名：列＃签字

5、日期：Ｗ７年（月／导师签名：签字日期匈年（月日？摘要随着煤炭开采深度的不断増加，煤矿生产中会遇到各种安全及灾害问题，一凶猛大量地下水突然涌入矿山井巷的现象，矿井突水般来势，常会在短时间内淹没坑道给矿山生产带来危害造成人员伤亡，并导致严重的经济损失。如今，，，一水害事故成为威胁煤矿生命財产安全的最主要风险么，面对水害危害的严重性，迫切需要进行水害预警防治工作。针对此种情况，本论文采用化探与监测相结合，提出基于激光诱导巧光技术的矿井突水监测系统研究。本系统利用激光诱导费光技术，实时测量矿井水源的蒙光发光通量随发射光波长的变化而

6、获得的光谱和光谱强度，识别所测物质的元素成分及含量，辅；助｛＾１？１１值和电导率、涌水量等水参数实时监测，根据参数突变再辅＾常规的水化学判别水源类型。应用ＲＢＦ神经网络（径向基神经网络）进行判别模型，建立综合煤矿突水水源判别模型。该系统目前已成功应用于大同煤矿燕子山矿８３０６、８４０１工作面，经过安装调试己正常运行达１０个月，数据采集分站采集传感器信息，利用数据通信分站由光纤网络传输至地面上位机，实现矿井工作面水质信息的远程实时在线监测。经过测试表明系统设计合理，运行稳定，测量数据精度高，系统丢包率为化９３％，ＰＨ和电导率的相对误差为化

7、４２％和化５２％。长时间的监测表明，８３０６、８４０１老空水ＰＨ稳定在６．５左右，电导率稳定在２１０５１５／〇１１１左右，含氧度为２％，光谱特征稳定，通过战？神经网络模型判定＾其为老空水，无明显的外部水源入侵。ＣＡＮ网络一套矿井水本系统首次采用在线多参数水质传感器，利用设计了、质监测系统，该系统通过传感器节点采集光谱特征、ＰＨ值和电导率溶氧度等参数，利用总线技术网关将数据由网络将信息传输给地面上位机，实现矿井工，作面水质信息的远程实时在线监测，并将该系统应用大同集团燕子山矿运行效果良好，进行在线式的突水预警意义重大，为矿井突水灾害