粉塵環境下典型煤巖近紅外光譜特征及識別方法

向 陽，王世博，葛世榮，王賽亞，周 悅，呂淵博，楊 恩

中國礦業大學機電工程學院，江蘇 徐州 221116

引 言

近紅外光譜作為一種價格低廉、實時、信噪比高、非破環性的光譜分析技術，已經在煤質分析檢測和煤巖分類[1]等方面得到了應用，其中，聚類分析在近紅外光譜識別分類中應用廣泛，國內外學者對煤巖聚類進行了許多的研究。楊恩[2]等基于煤巖的灰分產率，建立了支持向量煤巖灰分回歸(SVR)以及向量煤巖分類(SVC)模型對煤巖進行遠距離識別實驗，該模型具有較高的識別準確率。

上述文獻報道以遙感的思路對煤巖光譜進行遠距離的灰分產率預測，未考慮到空氣中的粉塵對光譜曲線的影響，在煤礦采掘現場中，粉塵濃度較大，刮板運輸機上的煤流速度很快，但目前還未見針對高粉塵，高運載速度現場的近紅外光譜研究，導致識別的算法，識別的模型大多不適應采掘現場。所以，為了對井下實驗提供參考，以典型原位煤巖為實驗樣本，在粉塵環境下分析樣本近紅外光譜特征以及基于標準樣本庫建立了兩種煤巖快速識別模型。

1 實驗部分

1.1 裝置

圖1為粉塵環境下近紅外光譜采集裝置。采用內部空間為1 500 mm×500 mm×600 mm密封箱形成密閉粉塵環境，根據設定的粉塵濃度投入定量粉塵顆粒。采用SL-DC05型無極變速鼓風機使粉塵處于分布均勻的懸浮狀態。煤巖樣品和光源分別位于密封箱兩側，距離為150 cm。為減小氣溶膠消光系數對光源的影響，使用驚鴻2 000 W透射式影視聚光燈作為光源，用林上科技的LS122A紅外輻射計測量光源輻射能量。……