一种煤矸石活化监控系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种煤矸石活化监控系统及其控制方法，涉及煤矸石活化监控及控制技术领域，所述监控方法包括以下步骤：本发明专利技术通过在煤矸石的活化阶段装置传感器组，通过传感器组在每个阶段持续采集煤矸石在活化过程中的参数经过预处理，利用聚类分析算法对传感器数据进行特征提取分析，基于数据分析的结果，监测系统可以识别异常情况，调整活化过程的参数，通过传感器组采集反应机器组对温度和风速进行控制时的多项参数，建立机组系数，通过与标准阈值进行对比，系统可以不断优化活化效果，实现对煤矸石活化过程的实时监控和管理

【技术实现步骤摘要】
一种煤矸石活化监控系统及其控制方法


[0001]本专利技术涉及煤矸石活化监控
，具体涉及一种煤矸石活化监控系统及其控制方法
。

技术介绍

[0002]煤矸石是在采煤过程中剩余的岩石和煤层中的碎石
、
泥土等废弃物的总称
。
当煤矿进行采煤时，需要挖掘煤炭，但同时也会挖出许多无法用于能源生产的杂质物质
。
这些废弃物包括岩石
、
土壤
、
泥浆和其他矿物，被统称为煤矸石
。
煤矸石活化是指将废弃的煤矸石通过一系列化学
、
物理或生物等方法，将其转化为有用的产品或资源，以减少环境污染并实现资源的可持续利用
。
这种过程可以将煤矸石中的有用成分提取出来，或者将其转化为可以应用于建筑
、
能源生产
、
环境修复等领域的材料
。
[0003]煤矸石活化的目标是在减少环境负担的同时，最大程度地利用废弃物，降低资源的浪费
。
不同的煤矸石活化方法适用于不同类型的煤矸石和特定的应用领域
。
[0004]现有技术存在以下不足：
[0005]现有技术在煤矸石活化过程中，往往涉及到大量的监测设备和计算机器，但是对于一些小厂家来说，在监控和管理煤矸石的活化过程中的能力比较薄弱，难以对生产过程中一些数据的变化做出有效调整，不仅降低了生产效率，还增加了工作过程中的危险性
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种煤矸石活化监控及其控制方法，以解决
技术介绍
中不足
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种煤矸石活化监控及其控制方法，所述控制方法包括以下步骤：
[0008]1.
一种煤矸石活化监控及其控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
[0009]S1
：依据煤矸石的活化过程，设置传感器组采集参数，将采集到的参数进行预处理；
[0010]S2
：利用聚类分析法对传感器组采集的数据进行特征提取分析；
[0011]S3
：轮廓系数对聚类分析的结果进行分析测算，并依据测算结果对活化过程进行预警；
[0012]S4
：获取活化过程中的预警信息，对此时的反应机器组进行监测；
[0013]S5
：通过传感器组采集反应机器组对温度和风速控制时的多项参数通过归一化处理建立机组系数；
[0014]S6
：通过机组系数与标准阈值进行对比实现对煤矸石活化过程的监控和控制
。
[0015]在一个优选的实施方式中，
S2
中，利用聚类分析法对数据进行特征提取分析：
[0016]将煤矸石的活化过程分为
N
组，每组有两个特征：温度
(T)
和风速
(V)
，将这些特征放入一个
N
×2的矩阵，记为
x
j
：
[0017]x
j
＝
BK[T1,V1][T2,V2]...[TN,VN][0018]其中，每一行代表一个活化过程，每一列代表一个特征，
Ti
和
Vi
分别表示第
i
个过程的温度和风速，
x
j
表示在每个活化阶段内第
j
个时间点
x
的矩阵，
BK
表示数组
。
[0019]在一个优选的实施方式中，利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点，通过相同煤矸石活化阶段中的所有矩阵到中心矩阵的距离计算出平均距离，将超出平均距离的矩阵视为异常矩阵，再对异常矩阵内的风速和温度进行调节
。
[0020]在一个优选的实施方式中，利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点；
[0021]每个矩阵的中心点，也即为风速和温度的平均值，中心矩阵代表煤矸石活化过程中的最佳温度和风速值，表达式为；
[0022][0023]式中，
N
为组别数，
AW
m
表示矩阵的中心点值，的计算公式如下：
[0024][0025]在此说明的是，
T1、T2、T3
代表
N
组活化过程中，同一时间段下的不同温度，
V1、V2、V3
代表
N
组活化过程中，同一时间段下的不同风速
。
[0026]在一个优选的实施方式中，轮廓系数的建立包括以下步骤；
[0027]对于数据点
a
，计算与同一簇内所有其他点的平均距离，记为
Q1，
[0028]对于数据点
a
，计算与不同簇中所有点的平均距离，选择其中最近的簇，记为
Q2，
[0029]轮廓系数
s(a)
＝
(Q2‑
Q1)/max(Q1,Q2)
[0030]对于整个数据集，计算所有数据点的轮廓系数的平均值，得到整体的轮廓系数；轮廓系数的范围在
‑1到1之间
[0031]在一个优选的实施方式中，
S3
中，轮廓系数对聚类分析的结果进行分析测算，系统可以识别异常，发出预警信号，包括以下步骤；
[0032]S3.1
若
s(a)
接近于1，煤矸石活化时的温度和风速处于正常范围之内，此时不发出预警信号；
[0033]S3.2
若
s(a)
接近于0，煤矸石活化时的风速和温度有出现异常的可能性，此时输出二级预警信号；
[0034]S3.3
若
s(a)
接近于
‑1，煤矸石活化时的风速和温度有将要出现异常情况，此时输出一级预警信号；
[0035]S3.4
在获取轮廓系数
s(a)
后，将轮廓系数
s(a)
与第一阈值
MN
和第二阈值
MY
进行对比，且
MN<MY
；
[0036]若
s(a)>MY
，则
s(a)
接近于1；
[0037]若
s(a)<MN
，则
s(a)
接近于
‑1；
[0038]若
MN≤s(a)≤MY
，则
s(a)
接近于0；
[0039]第一阈值
MN
和第二阈值
MY
的具体数值由本领域技术人员根据实际采集生产信息进行设置
。
[0040]在一个优选的实施方式中，
S4
中，建立机组系数；
[0041]通过本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：所述控制方法包括以下步骤：
S1
：依据煤矸石的活化过程，设置传感器组采集参数，将采集到的参数进行预处理；
S2
：利用聚类分析法对传感器组采集的数据进行特征提取分析；
S3
：轮廓系数对聚类分析的结果进行测算，并依据测算结果对活化过程进行预警；
S4
：获取活化过程中的预警信息，对此时的反应机器组进行监测；
S5
：通过传感器组采集反应机器组对温度和风速控制时的多项参数通过归一化处理建立机组系数；
S6
：通过机组系数与标准阈值进行对比实现对煤矸石活化过程的监控
。2.
根据权利要求1所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：
S2
中，利用聚类分析法对数据进行特征提取分析：将煤矸石的活化过程分为
N
组，每组有两个特征：温度
T
和风速
V
，将这些特征放入一个
N
×2的矩阵，记为
x
j
：
x
j
＝
BK[T1,V1][T2,V2]...[TN,VN]
其中，每一行代表一个活化过程，每一列代表一个特征，
Ti
和
Vi
分别表示第
i
个过程的温度和风速，
x
j
表示在每个活化阶段内第
j
个时间点
x
的矩阵，
BK
表示数组
。3.
根据权利要求2所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点，通过相同煤矸石活化阶段中的所有矩阵到中心矩阵的距离计算出平均距离，将超出平均距离的矩阵视为异常矩阵，再对异常矩阵内的风速和温度进行调节
。4.
根据权利要求3所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：利用公式计算出在每组煤矸石活化过程中的矩阵中心点；每个矩阵的中心点，也即为风速和温度的平均值，中心矩阵代表煤矸石活化过程中的最佳温度和风速值，表达式为；式中，
N
为组别数，
AW
m
表示矩阵的中心点值，的计算公式如下：在此说明的是，
T1、T2、T3
代表
N
组活化过程中，同一时间段下的不同温度，
V1、V2、V3
代表
N
组活化过程中，同一时间段下的不同风速
。5.
根据权利要求4所述的一种煤矸石活化监控系统控制方法，其特征在于：轮廓系数的建立包括以下步骤；对于数据点
a
，计算与同一簇内所有其他点的平...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，宋伟，刘成勇，古文哲，赵萌烨，李胜利，秦喜文，刘治成，吴玉意，
申请(专利权)人：中煤能源研究院有限责任公司，
类型：发明
国别省市：