地面注浆粉料重量计量与监测技术的研究与应用

摘要

我国煤炭资源分部广泛，在一些地区的建筑物下、铁路下、水体下（简称“三下”）蕴含着大量煤矿资源。然而对“三下”压煤资源的开采极其危险，稍有不慎就会造成毁灭性灾难。采用注浆填充技术可以有效加固煤矿采空层，预防上述灾害的发生，确保“三下”压煤的安全合理开发。而粉料的合理计量直接影响着注浆料浆的强度，是影响整个注浆质量的关键因素。据此，本文从实际地面注浆工程出发，提出并设计了一套地面注浆粉料重量计量与监测系统。与传统的粉料计量技术相比，该系统提高了计量的精度与速度。
　　首先，本文介绍了粉料重量计量技术的发展及其研究现状。结合实际注浆工程，详细描述了地面注浆粉料计量与监测的工艺流程，选择了粉料的合理计量方法，然后介绍了粉料罐称重的设计方法与实现。
　　其次，通过分析粉料计量的动态过程，找出了粉料计量与监测过程中的误差来源。为了消除误差影响，建立了粉料计量过程的动态数学模型，估测出模型参数后，利用卡尔曼滤波算法进行信号滤波处理，采用迭代学习控制算法对其动态称重进行控制。通过计算机仿真，表明此方法可有效降低了各类不利因素对粉料计量与监测过程带来的影响，提高了称重精度和速度。
　　最后，从实际应用角度，对粉料计量与监测装置进行了硬件和软件的设计，包括数据采集模块，控制器模块等模块的设计，详细介绍了各模块的硬件电路和软件流程图。然后对整个开发调试过程进行了总结，并通过实验室样机实验测试，验证了该系统的测量效果良好。