基于LabVIEW的难动用矿产资源开采监测体系研究

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:snower2010
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难动用矿产资源,是指在现有的技术、经济条件下难以投入开发的探明储量,主要包括矿山在开采中预留的矿柱、间柱、顶底柱,采空区周围存在的过去被认为是“贫矿”的大量矿产资源,以及采空区周围新发现和探明的矿产资源。据不完全统计,难动用矿产资源已经占到我国有色金属资源的33%。因此,难动用矿产资源的回采对缓解我国日益严重的资源短缺问题,延长矿山服务年限,实现矿产资源的可持续发展具有重大的意义。基于Lab VIEW设计的难动用矿产资源开采监测方案,以湖北某铁矿为研究对象,由难动用矿产资源回采方法入手,选择钻孔应力计监测顶板、点柱的应力分布情况,顶板离层仪、多点位移计配合电位器式位移传感器监测顶板、点柱的位移变化,既保证了监测仪器对地下矿山恶劣生产环境的适应性,又保证了监测过程的连续性和稳定性,同时,实现了数据的自动采集,确保了监测过程的实时性。选择无线总线技术,以ZigBee为基础,结合Compact RIO,建立了无线传感器网络,并进行了设备选型,包括NI9206电压测量模块、NI9401计数器、cRIO-9024控制器、cRIO-9118机箱、Gateway NI9795和NI WSN-3230测量节点。无线传感器网络实现了数据的无线传输,节约了成本,提高了系统的便携性。基于Lab VIEW平台,设计了一套实时监测系统,包括系统登录、数据采集、信号分析、数据库管理和报表生成五大模块。以case结构和事件结构为基础的系统登录模块,确保只有操作人员可以访问系统,有效的保护了监测数据及程序本身的安全;数据采集模块通过DAQmx进行程序设计,以监测点布置图控制数据采集过程,图形化界面更加便于操作;信号分析模块首先对频率和电压信号进行预处理,使之转化为应力值和位移量,并设计了预警值,建立了超过预警值即预警的顶板、点柱预警系统;数据库管理采用免费工具包—LabSQL设计,实现了对数据库的存储和查询;报表生成模块实现了报表格式的统一性,有利于矿山的日常管理工作。利用Lab VIEW实现了对应力传感器和应变传感器的仿真模型设计,并通过激励仿真传感器产生仿真信号,对所建立的监测系统进行了验证。结果证明,基于Lab VIEW建立的难动用矿产资源回采监测系统能够实现数据的采集、分析,并对超过预警值的信号进行预警,有助于矿由企业及时作出应对措施,减小安全事故造成的损失。
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