一种露天采场粉尘分布动态监测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开一种露天采场粉尘分布动态监测方法及系统，属于粉尘监测技术领域。首先根据采场粉尘的理化特性、粒径大小和观测视域面积确定采集板；其次根据采集条件确定粉尘采集点；然后对各采集点处采集板上反射的光线进行监测获得光谱反射率；最后根据光谱反射率确定落尘量以及绘制粉尘分布区域图。本发明专利技术通过合理设置采集点以及合理选择采集板，使采集到的粉尘尽可能反应作业场所环境状态，通过光线采集获得光谱反射率，进而自动绘制粉尘分布区域图，本方法操作简单，对大面积露天采场可搭载无人机定点监测，不受测试区域范围影响，克服了传统人工监测存在粉尘监测工作量大，采集时间长，数据可靠性低等问题。数据可靠性低等问题。数据可靠性低等问题。

【技术实现步骤摘要】
一种露天采场粉尘分布动态监测方法及系统


[0001]本专利技术属于粉尘监测
，具体涉及一种露天采场粉尘分布动态监测方法及系统。

技术介绍

[0002]矿山开采活动是人类对资源环境的最大利用，同时也环境造成了一定的破坏，如何衡量人类活动对环境的影响，建立生产活动与环境的关联性，是平衡矿产利用和环境保护、实现可持续发展的重要环节。
[0003]露天采场在现代化建设与资源利用中起着非常重要的作用，研究采场粉尘运移扩散规律，对粉尘影响范围动态分析，是目前矿山粉尘防治与环境治理的重要课题。
[0004]目前采场对粉尘进行监测主要靠人工进行监测，因此存在粉尘监测工作量大，采集时间长，数据可靠性低等问题。

技术实现思路

[0005]基于上述技术问题，本专利技术提供一种露天采场粉尘分布动态监测方法及系统，以实现自动采集并绘制粉尘分布区域图。
[0006]其具体技术方案为：
[0007]本专利技术公开一种露天采场粉尘分布动态监测方法，所述方法包括：
[0008]根据采场粉尘的理化特性、粒径大小和观测视域面积确定采集板。
[0009]根据采集条件确定粉尘采集点。
[0010]对各所述采集点处所述采集板上反射的光线进行监测，获得光谱反射率。
[0011]根据所述光谱反射率确定落尘量。
[0012]根据各所述采集点处的所述落尘量绘制粉尘分布区域图。
[0013]在上述露天采场粉尘分布动态监测方法中，所述采集条件包括：采剥活动中产尘、扬尘、落尘特点，当地气候条件，测试区域大小中至少一种。
[0014]在上述露天采场粉尘分布动态监测方法中，所述根据所述光谱反射率确定落尘量，具体包括：
[0015]利用反射率
‑
粉尘量标定曲线，根据所述光谱反射率确定落尘量。
[0016]在上述露天采场粉尘分布动态监测方法中，所述反射率
‑
粉尘量标定曲线的确定方法为：
[0017]在露天采场采集粉尘，采用实验室的密封箱或模拟仓，进行不同粉尘浓度下采集板落尘标定，获得反射率
‑
粉尘量标定曲线。
[0018]在上述露天采场粉尘分布动态监测方法中，所述根据各所述采集点处的所述落尘量绘制粉尘分布区域图，具体包括：
[0019]利用Matlab，根据各所述采集点处的所述落尘量绘制粉尘分布区域图。
[0020]本专利技术还公开一种露天采场粉尘分布动态监测系统，所述系统包括：
[0021]采集板，设置在各采集点处，用于接收散落粉尘。
[0022]光谱反射率测定装置，与所述采集板对应设置，用于对各采集点处采集板上反射的光线进行监测，获得光谱反射率。
[0023]上位机，与所述光谱反射率测定装置连接，用于根据所述光谱反射率确定落尘量，并根据各所述采集点处的所述落尘量绘制粉尘分布区域图。
[0024]在上述露天采场粉尘分布动态监测系统中，所述光谱反射率测定装置设置在所述采集板上方1
‑
2m高度处。
[0025]在上述露天采场粉尘分布动态监测系统中，所述光谱反射率测定装置为地物光谱仪ASD
‑
HH2、地物光谱仪SVC
‑
HR1024或可见光
‑
近红外成像光谱仪Pika NIR320。
[0026]在上述露天采场粉尘分布动态监测系统中，所述光谱反射率测定装置的观测视域直径其中，h为光谱反射率测定装置距离采集板的高度，ω为光谱反射率测定装置的最小视场角。
[0027]在上述露天采场粉尘分布动态监测系统中，所述系统还包括：
[0028]光源，与所述采集板对应设置，用于照射所述采集板。
[0029]本专利技术的一种露天采场粉尘分布动态监测方法及系统，与现有技术相比，有益效果为：
[0030]本专利技术公开一种露天采场粉尘分布动态监测方法及系统，方法首先根据采场粉尘的理化特性、粒径大小和观测视域面积确定采集板；其次根据采集条件确定粉尘采集点；然后对各采集点处采集板上反射的光线进行监测，获得光谱反射率；最后根据光谱反射率确定落尘量，根据各采集点处的落尘量绘制粉尘分布区域图。本专利技术通过合理设置采集点以及合理选择采集板，使采集到的粉尘尽可能反应作业场所环境状态，对用通过粉尘的光线进行监测获得光谱反射率，进而根据光谱反射率确定落尘量以及绘制粉尘分布区域图，实现自动采集落尘量并绘制粉尘分布区域图，本方法操作简单，对大面积露天采场可搭载无人机定点监测，不受测试区域范围影响，克服了传统人工监测存在粉尘监测工作量大，采集时间长，数据可靠性低等问题。
附图说明
[0031]图1为本专利技术的一种露天采场粉尘分布动态监测方法流程图；
[0032]图2为本专利技术的一种露天采场粉尘分布动态监测系统实物图；
[0033]图3为本专利技术的不同背景色的专用采集板示意图；
[0034]图4为本专利技术不同背景色专用采集板的光谱反射率曲线示意图；
[0035]图5为本专利技术不同落尘量集尘板光谱反射率曲线示意图；
[0036]图6为本专利技术粉尘扩散影响区域分布示意图；
[0037]其中，1、采集板，2、光谱反射率测定装置，3、上位机，4、光源。
具体实施方式
[0038]下面结合具体实施案例和附图对本专利技术作进一步说明，但本专利技术并不局限于这些实施例。
[0039]实施例1
[0040]如图1所示，本专利技术公开一种露天采场粉尘分布动态监测方法，方法包括：
[0041]步骤S1：根据采场粉尘的理化特性、粒径大小和观测视域面积确定采集板。
[0042]步骤S2：根据采集条件确定粉尘采集点。
[0043]步骤S3：对各所述采集点处所述采集板上反射的光线进行监测，获得光谱反射率。
[0044]步骤S4：根据所述光谱反射率确定落尘量。
[0045]步骤S5：根据各所述采集点处的所述落尘量绘制粉尘分布区域图。
[0046]下面对各个步骤进行详细论述：
[0047]步骤S1：根据采场粉尘的理化特性、粒径大小和观测视域面积确定采集板，采集板的背景色与粉尘颜色的对比度越大越好。本实施例中，粉尘的理化特性包括密度、粒径、分散度、安息角、湿润性、粘附性、爆炸性、荷(带)电性、比电阻、凝并中至少一种。
[0048]本实施例中，一定要选择观测视域面积能够完全落入采集板，所以采集板的面积应大于观测视域面积。
[0049]如图3所示，采集板包括红、橙、深黄、黄、绿、浅绿、蓝、天蓝、紫、粉色十种颜色，依次编号1
‑
10，即1—红、2—橙、3—深黄、4—黄、5—绿、6—浅绿、7—蓝、8—天蓝、9—紫、10—粉色；对这十种不同背景色的采集板依次进行可见光
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近红外(350
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2500nm波段)光谱反射率测试分析，如图4所示，图4中(a)图
‑
(k)图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种露天采场粉尘分布动态监测方法，其特征在于，所述方法包括：根据采场粉尘的理化特性、粒径大小和观测视域面积确定采集板；根据采集条件确定粉尘采集点；对各所述采集点处所述采集板上反射的光线进行监测，获得光谱反射率；根据所述光谱反射率确定落尘量；根据各所述采集点处的所述落尘量绘制粉尘分布区域图。2.根据权利要求1所述的一种露天采场粉尘分布动态监测方法，其特征在于，所述采集条件包括：采剥活动中产尘、扬尘、落尘特点，当地气候条件，测试区域大小中至少一种。3.根据权利要求1所述的一种露天采场粉尘分布动态监测方法，其特征在于，所述根据所述光谱反射率确定落尘量，具体包括：利用反射率
‑
粉尘量标定曲线，根据所述光谱反射率确定落尘量。4.根据权利要求3所述的一种露天采场粉尘分布动态监测方法，其特征在于，所述反射率
‑
粉尘量标定曲线的确定方法为：在露天采场采集粉尘，采用实验室的密封箱或模拟仓，进行不同粉尘浓度下采集板落尘标定，获得反射率
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粉尘量标定曲线。5.根据权利要求3所述的一种露天采场粉尘分布动态监测方法，其特征在于，所述根据各所述采集点处的所述落尘量绘制粉尘分布区域图，具体包括：利用Matlab，根据各所述采集点处的所述落尘量绘...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，谢子超，刘善军，杨莉娜，易文华，刘博雄，刘法政，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：