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基于图像分析的掘进工作面粉尘颗粒检测方法
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作者 龚晓燕 冯浩 +6 位作者 付浩然 陈龙 常虎强 刘壮壮 贺子纶 裴晓泽 薛河 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第4期55-62,77,共9页
基于光散射原理测定粉尘质量浓度只能定时定点手动检测,实时性差,且只能检测出粉尘质量浓度,并不能给出粒径分布范围。目前基于图像分析的粉尘颗粒检测研究主要是针对粉尘质量浓度或粒径分布进行单方面研究,并不能实现粉尘质量浓度和粒... 基于光散射原理测定粉尘质量浓度只能定时定点手动检测,实时性差,且只能检测出粉尘质量浓度,并不能给出粒径分布范围。目前基于图像分析的粉尘颗粒检测研究主要是针对粉尘质量浓度或粒径分布进行单方面研究,并不能实现粉尘质量浓度和粒径分布范围的同时检测。针对上述问题,提出了一种基于图像分析的掘进工作面粉尘颗粒检测方法,探究图像特征与粉尘质量浓度、粒径分布间的关系。通过粉尘样本收集及图像采集装置,采集粉尘颗粒图像并获取采集图像时的粉尘质量浓度。编写粉尘样本图像处理算法,提取图像的灰度特征、纹理特征、几何特征相关参数。对提取的图像特征与实测粉尘质量浓度进行相关性分析,选取相关性较大的图像特征作为参数建立回归数学模型。提取粉尘颗粒对象像素点个数,结合转换系数,基于几何当量等效面积径计算粉尘粒径大小及分布范围。实验结果表明:实测粉尘质量浓度与建立的图像特征多元非线性回归模型数学模型计算值间的平均相对误差为12.37%,标准实测粒径与几何当量等效面积径得到的粒径分布间的最大相对误差为8.63%,平均相对误差为6.37%,验证了基于图像特征的粉尘质量浓度回归数学模型和基于几何当量等效面积径分布数学模型的准确性。 展开更多
关键词 掘进工作面 粉尘质量浓度 粉尘粒径分布范围 图像分析 几何当量等效面积径 皮尔逊相关系数
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综掘工作面双叶旋流湿式除尘器设计
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作者 龚晓燕 贺子纶 +6 位作者 陈龙 王海军 付浩然 裴晓泽 孙海鑫 张红兵 杨富强 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第12期103-110,135,共9页
针对目前用于煤矿综掘工作面环境的除尘器除尘效率低的问题,设计了一种双叶旋流湿式除尘器。根据功能树法确定了该除尘器主要由环状喷雾装置、双旋流叶片、折流除雾板等组成,设计了双旋流叶片以提供更大的离心力,从而提高除尘效率。采... 针对目前用于煤矿综掘工作面环境的除尘器除尘效率低的问题,设计了一种双叶旋流湿式除尘器。根据功能树法确定了该除尘器主要由环状喷雾装置、双旋流叶片、折流除雾板等组成,设计了双旋流叶片以提供更大的离心力,从而提高除尘效率。采用数值模拟方法分析了喷嘴口径、喷雾压力、叶片安装角、叶片转速对除尘器除尘效率的影响规律,基于响应曲面法建立了除尘效率与4种影响因素之间的多元回归方程,得出了令除尘器除尘效率最高的最佳参数:叶片安装角37°,转速1550 r/min,喷雾压力1.9 MPa,喷雾口径2 mm。基于该参数建立了双叶旋流湿式除尘器虚拟样机,通过仿真得出除尘器的除尘效率为97.21%,安装除尘器后巷道回风侧行人呼吸带粉尘浓度大幅降低。在除尘实验平台及模拟巷道对除尘器模拟机进行测试,结果表明:除尘器的除尘效率平均值为94.80%;应用除尘器后,巷道回风侧行人呼吸带高度平均粉尘浓度由应用前的441.29 mg/m^(3)降低至为269.14 mg/m^(3),降幅达39.0%。 展开更多
关键词 综掘工作面 喷雾除尘 湿式除尘器 双旋流叶片 结构参数优化 响应曲面法
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综掘工作面风流调控装置与射流风幕综合调控粉尘场优化分析
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作者 龚晓燕 魏民杰 +4 位作者 陈龙 付浩然 常虎强 贺子纶 张红兵 《煤矿安全》 CAS 北大核心 2024年第10期214-220,共7页
为解决目前综掘工作面传统混合式通风下粉尘聚集污染严重的问题,提出了利用出风口风流调控装置与抽风口射流风幕综合调控优化粉尘场的思路。以陕北某矿综掘工作面为研究对象,建立了风流-粉尘气固耦合场有限元模型,分析了调控装置口径、... 为解决目前综掘工作面传统混合式通风下粉尘聚集污染严重的问题,提出了利用出风口风流调控装置与抽风口射流风幕综合调控优化粉尘场的思路。以陕北某矿综掘工作面为研究对象,建立了风流-粉尘气固耦合场有限元模型,分析了调控装置口径、调控装置右偏角、风幕出口宽度、风幕出口速度及风幕出口张角等参数对粉尘场的影响;设计了正交试验以确定最佳综合调控方案,设计搭建了实验平台进行综合调控方案准确性和降尘效果验证。结果表明:在该综掘工作面通风系统布局下,当调控装置口径1.2 m,调控装置右偏角9°,风幕出口宽度0.14 m,风幕出口速度7 m/s,风幕出口张角60°时,司机位置粉尘质量浓度和行人呼吸带高度平均粉尘质量浓度分别降低91.7%和74.9%,测试误差均在10%以下,有效改善了通风环境。 展开更多
关键词 综掘工作面 风流调控装置 射流风幕 气固耦合 粉尘场优化
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