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地下矿山实时在线安全监测系统研究

作　者: 陶慧畅
导　师: 吴建星
学　校: 武汉科技大学
专　业: 安全技术及工程
关键词: 微震监测实时在线虚拟仪器震源定位
分类号: TD76
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

为了保障地下矿山的生产安全，防止安全事故的发生，基于虚拟仪器技术，通过优选相应硬件和编写配套软件，研究并实现了一套安全有效的微震实时在线监测系统。首先，根据系统采集功能的需要，选择并优选了传感器、数据采集器和工控机，同时为了实现远距离传输，选用光纤作为传输系统的核心。另外，为了给系统硬件提供合适的电源，选用了多路输出电源转换器来实现此目的。其次，基于LabVIEW软件，编写了与系统硬件相配套的软件部分。根据系统的目标和功能要求，基于模块化和层次化，设计了数据开停采集、参数设置、数据储存及查看、实时数据显示等模块。从而实现了功能强大、性价比高的微震实时在线监测系统。另外，对震源定位算法进行了相关的研究，介绍了两种常用的定位方法：牛顿迭代法和粒子群法，并利用具有强大运算能力软件MATLAB编写相关程序，通过MATLAB软件与LabVIEW软件之间的可扩展性，实现了牛顿迭代法和粒子群法的虚拟仪器定位软件编写。最后，以金山店铁矿为实例，根据金山店铁矿井下实际情况，搭建了一套16通道的微震实时在线监测系统，并通过分析、处理所采集的数据，表明该系统可以在井下复杂的环境中正常、稳定的运行，也能实时采集并储存数据，而且所编写的微震震源定位软件的速度和精度可以满足实际工程的要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-6
目录  6-8
第一章绪论  8-13
  1.1 课题背景  8-9
  1.2 课题研究意义  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-11
    1.3.1 国外研究现状  10
    1.3.2 国内研究现状  10-11
  1.4 主要研究内容和预期目标  11-12
  1.5 研究的创新点  12-13
第二章微震实时在线监测系统  13-17
  2.1 地下矿山常见地质灾害  13-14
  2.2 微震监测技术相关概念及原理  14-15
  2.3 微震实时在线监测系统  15
  2.4 微震实时在线监测系统总体设计方案  15-16
  2.5 本章小结  16-17
第三章微震实时在线监测系统的硬件设计  17-24
  3.1 微震监测传感器  17-18
    3.1.1 传感器的选型  17-18
    3.1.2 传感器的现场分布  18
  3.2 数据采集器的设计  18-21
    3.2.1 NI cDAQ-9181 机箱  18-19
    3.2.2 模块  19-21
  3.3 数据远距离传输设计  21
  3.4 外接电源设计  21-22
  3.5 工控机的选型  22-23
  3.6 本章小结  23-24
第四章微震实时在线监测系统的软件实现  24-32
  4.1 LabVIEW 软件介绍  24-26
  4.2 虚拟仪器设计步骤  26
  4.3 系统软件总体方案设计  26-27
  4.4 功能模块设计  27-31
    4.4.1 监测主界面设计  27-28
    4.4.2 参数设置模块设计  28-29
    4.4.3 数据采样模块设计  29-30
    4.4.4 查看数据模块设计  30-31
  4.5 本章小结  31-32
第五章微震震源定位计算  32-40
  5.1 国内外研究现状  32
  5.2 微震震源定位计算基本原理  32-33
  5.3 常用震源定位方法及软件实现  33-39
    5.3.1 牛顿迭代法的原理  33-34
    5.3.2 牛顿迭代法的几何意义及优缺点  34-35
    5.3.3 牛顿迭代算法的软件实现  35-36
    5.3.4 粒子群算法的原理及优缺点  36-37
    5.3.5 粒子群算法的软件实现  37-39
  5.4 本章小结  39-40
第六章金山店铁矿微震实时在线监测系统的实现  40-46
  6.1 金山店铁矿介绍  40
  6.2 微震实时在线监测系统的构成  40-41
    6.2.1 系统硬件  40-41
    6.2.2 软件实现  41
  6.3 微震实时在线监测系统的布置情况  41-42
  6.4 微震事件的时间分析  42
  6.5 微震事件的定位分析  42-45
  6.6 本章小结  45-46
第七章结论与展望  46-47
  7.1 结论  46
  7.2 展望  46-47
参考文献  47-50
致谢  50-51
攻读硕士期间发表论文情况  51-52
详细摘要  52-55

地下矿山实时在线安全监测系统研究

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