[发明专利]一种堆场煤炭自燃检测方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其是涉及一种堆场煤炭自燃检测方法和装置。

背景技术

煤炭自燃是煤炭仓储领域的重要事故。煤炭自燃的主要原因是煤炭或煤矸石在堆场内堆放得过高、时间过久，导致其与空气中的氧气发生缓慢氧化而放出热量；如果热量不能及时散失，就会引起煤炭自燃。煤炭自燃造成了严重的资源浪费，产生的二氧化硫等有害气体对环境造成了污染。

传统对于煤炭自燃预警多采用人工观测、测温法对煤炭自燃进行检测。人工观测法建立在工人长期积累的实际经验基础上进行管理，但人工管理的实效性差、人员经验不同造成现场管理水平差异较大。测温法主要是测量煤炭堆场的问题，但是由于主要利用煤炭自身参数和环境参数（如煤炭的品级、显微组分、水分、矿物质、节理和裂隙；以及煤炭堆放的自然环境温湿度、光照）等因素，导致煤炭自燃过程表现出的特征也不尽相同，因此造成很难准确的选择测温位置点，检测与预警的准确性较低。

发明内容

针对当前的煤炭自燃预警手段落后且不准确的问题，本发明实施例提出了一种堆场煤炭自燃检测方法和装置。

为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种堆场煤炭自燃检测装置，包括外管和设置在外管内的温湿度传感器1、特征气体传感器2；其中所述外管的一端具有开口，且开口处设有上盖，所述外管的另一端设有进气孔；所述上盖设有抽气风扇和出气孔，所述出气孔通过抽气风扇与所述外管内腔导通以与所述进气孔形成对流；其中所述外管中部设有过滤网7以将所述外管分隔为与所述进气孔导通的测量管5、与所述出气孔导通的采集管6；其中所述温湿度传感器1设置于所述测量管5内，所述特征气体传感器2设置于所述采集管6内；其中所述装置还包括处理器模块3，所述处理器模块3连接所述温湿度传感器1和特征气体传感器2。

其中，所述装置还包括太阳能供电模块4，所述太阳能供电模块4分别连接所述处理器模块3、温湿度传感器1和特征气体传感器2以进行供电。

其中，所述过滤网7安装在安装板71上，且所述安装板71通过连接件72固定在所述外管上。

其中，所述处理器模块3包括微处理器31、采集模块32、第一接口模块33、控制模块34、第二接口模块35、WiFi模块36；其中所述第一接口模块分别连接温湿度传感器1和特征气体传感器2，并通过所述采集模块32连接所述微处理器31；其中所述第二接口模块连接所述太阳能模块4，并通过控制模块34连接所述微处理器31；所述WiFi模块36连接所述微处理器31。

其中，所述太阳能模块4包括太阳能电池和电能管理系统。

其中，所述过滤网包括三层，分别为最底层的活性炭层、中间的硅橡胶颗粒层、最上层的13X分子筛层。

其中，所述特征气体传感器至少包括一氧化碳传感器、二氧化碳传感器、二氧化硫传感器。

同时，本发明实施例还提出了一种利用前述的装置进行自燃预警的方法，包括：

通过设置在煤炭的自燃层的上述装置对温度进行检测，当温度大于预设阈值时，继续对气体中所含的特征气体的类型和浓度进行检测；所述特征气体至少包括一氧化碳CO、二氧化碳CO₂、二氧化硫SO₂；

获取特征气体种类与浓度随温度变化的数据以建立数据矩阵；

通过模拟神经网络进行自燃风险预测。

其中，所述通过模拟神经网络进行自燃风险预测具体包括：

将煤炭状态参数X_n作为所述模拟神经网络的模糊化的输入向量；其中所述煤炭状态参数X_n至少包括：温度、湿度、特征气体浓度；将所述煤炭状态参数X_n利用隶属函数μ(x₁) 来表示，且所述隶属函数μ(x₁)选用梯形进行表示，分为高、正常、低三个模糊子集；

将每个煤炭状态参数X_n转化为3个模糊子集的隶属度；