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论“碳、水、环”约束下的煤炭减损开采地质保障 被引量：5
1
作者 王双明 李识博 +6 位作者 孙强 侯恩科 耿济世 师庆民 王生全 周书涛 郑鑫超 《西安科技大学学报》 北大核心 2025年第1期1-11,共11页
受“缺油,少气,相对富煤”能源资源禀赋制约,煤炭开发是中国能源安全的兜底保障。当前,煤炭开发中,碳排放增加、水资源损害和水质污染、生态环境损害等是制约煤炭工业高质量发展的“碳、水、环”三重约束难题,如何协调煤炭资源的安全开... 受“缺油,少气,相对富煤”能源资源禀赋制约,煤炭开发是中国能源安全的兜底保障。当前,煤炭开发中,碳排放增加、水资源损害和水质污染、生态环境损害等是制约煤炭工业高质量发展的“碳、水、环”三重约束难题,如何协调煤炭资源的安全开采和绿色开采,保障“碳达峰、碳中和”、生态文明建设和美丽中国的战略需求,成为煤炭工业高质量发展亟待破解的瓶颈。围绕煤炭开采地质条件演化和多圈层结构响应,提出了破解煤炭安全开采、环境保护和可持续发展问题的“6R”(可恢复“Recover”、可再用“Reuse”、可减损“Reduce”、可再储“Restore”、可循环“Recycle”、可再生“Renewable”)开发理念和煤矿区资源安全、绿色开采和减损地质保障的科学内涵和研究思路,主要内容包括:明晰煤炭开采地质条件的演化规律,厘清安全开采与绿色开采的关系,建立煤炭安全开采和绿色开采的协调机制,应用地质工程手段保障煤炭安全减损开采和绿色开采,形成煤炭开发、多资源利用、水土保护、生态屏障、土地安全等一体化的全链条调控策略和开发理念;基于安全开采和绿色开采协调的“碳、水、环”约束下煤炭开采区采动影响地质结构和地质条件功能再利用理念,建立基于煤炭开采区地质结构保护与煤炭安全、绿色开采的多方位、全时空监测-预测-预警体系,剖析减损开采的地质主控因素,提出关键岩层组合关系和隔水封闭层位的动态评价和保护与修复方法,形成基于关键岩层和隔水层损害程度、宏观裂隙形态与地下水导流能力控制的减损开采理论与模式;推进“煤炭安全、绿色开发→地质条件保护、修复、利用→资源再利用和可持续发展”全周期和全链条减损保障研究,通过开采调控、岩层控制、工程防治和修复重构,形成多圈层功能服务的煤矿区地质条件保护和重构技术及理论,打造“碳、水、环”约束下地质条件再利用的煤炭开采区“碳-水-生态-能源”的储蓄库,发展人地和谐和产业可持续开发模式。“碳、水、环”约束下的煤炭减损开采地质保障研究,服务于煤炭安全、绿色开采和地质环境保护、经济社会可持续发展,实现煤炭开采区地表生态和谐与地下空间功能利用,形成能源安全牵引、减碳低碳驱动、水资源和水环境保护、生态环境和谐下的煤矿区可持续发展的全链条开发减损地质保障格局。 展开更多
关键词 “碳、水、环”三重约束 多圈层响应 减损机制 煤炭开采地质保障 全链条综合开发
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基于改进EfficientNet的煤矸音频分类方法
2
作者 宋庆军 焦守悦 +2 位作者 姜海燕 宋庆辉 郝文超 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期138-144,共7页
针对煤矸音频特征提取过程中设备运行噪声干扰严重及单一提取方法易导致信息丢失的问题,提出了一种基于改进EfficientNet的煤矸音频分类方法。采用基于Mel频谱和Gammatone倒谱系数的特征提取方法,有效捕捉矸石声音中的低频信息和细节特... 针对煤矸音频特征提取过程中设备运行噪声干扰严重及单一提取方法易导致信息丢失的问题,提出了一种基于改进EfficientNet的煤矸音频分类方法。采用基于Mel频谱和Gammatone倒谱系数的特征提取方法,有效捕捉矸石声音中的低频信息和细节特征。选择EfficientNet-B0作为骨干网络,并对其进行以下改进:将原有的多尺度通道注意力模块换成卷积块注意力模块,得到卷积注意力特征融合(CAFF)模块,通过网络自学习为不同空间位置的特征分配不同的权重信息,生成新的有效特征;在原有的MBConv模块中并行嵌入频域通道注意力(FCA)模块,加强特征图的表达能力,从而提高整个网络的性能。实验结果表明:引入CAFF模块后,模型准确率提升了0.61%,F1得分提升了0.52%,且模型收敛更快,说明CAFF模块有效提升了模型对频谱特征的捕捉能力;引入FCA模块后,准确率提升了0.45%,F1得分提升了0.62%,说明模块的叠加可以进一步提高模型的泛化能力和处理复杂特征的能力;改进EfficientNe模型的准确率为91.90%,标准差为0.108,显著优于同类对比音频分类模型。 展开更多
关键词 综放开采 煤矸识别 音频特征提取 EfficientNet Mel频谱特征 Gammatone倒谱系数 注意力机制
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厚硬顶板10 m超大采高工作面煤壁片帮特征及影响因素
3
作者 马镕山 徐刚 +3 位作者 任建超 张震 刘前进 蔺星宇 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2025年第1期191-205,共15页
针对超大采高工作面易发生煤壁片帮的问题,以曹家滩煤矿122104超大采高工作面为背景,综合运用现场监测、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同顶板压力条件下超大采高工作面煤壁塑性区、应力及位移分布特征,建立了煤壁片帮力学模型,确... 针对超大采高工作面易发生煤壁片帮的问题,以曹家滩煤矿122104超大采高工作面为背景,综合运用现场监测、数值模拟和理论分析等方法,研究了不同顶板压力条件下超大采高工作面煤壁塑性区、应力及位移分布特征,建立了煤壁片帮力学模型,确定了煤壁挠度最大点位置,揭示了顶板压力变化对煤壁稳定性作用机理。研究结果表明:煤壁破坏以拉裂为主,且多发生在中部或中上部区域,其形态通常呈现为半月状内凹或台阶状,煤壁平均片帮深度为0.41 m,最大片帮深度平均为1.53 m,片帮层位主要出现在底板上方4.4~8.0 m高度范围内,煤壁片帮程度与顶板压力成直接相关性,周期来压期间片帮加剧。初次来压后形成悬臂梁及组合悬臂梁结构,随着工作面的推进,顶板垮落和煤壁破坏加重,超前支承压力峰值及应力集中系数显著上升,工作面煤壁片帮与矿压显现成正相关关系。数值模拟结果显示,随着开采深度的增加,顶板压力增大,煤壁稳定性降低。不同埋深下的煤壁压力对煤壁挠度表现出非对称特性,煤壁挠度随埋深的增加而增大,煤壁最大挠度位置随埋深的增加而沿煤壁逐步上移,最大变形区域在0.59~0.94倍采高处。 展开更多
关键词 超大采高工作面 煤壁片帮 顶板压力 煤壁力学模型 数值模拟
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综合机械化单元密实充填采煤充填体强度确定
4
作者 刘鹏亮 王晓卿 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第6期373-382,共10页
综合机械化单元密实充填采煤技术兼具岩层移动控制和固废处置的功能,且具有采充平行、工艺灵活、投资较少等优势,充填体强度合理设计关系承载效果和经济效益,但仍缺乏针对性科学依据。以3轮采充为例,理论分析得出综合机械化单元密实充... 综合机械化单元密实充填采煤技术兼具岩层移动控制和固废处置的功能,且具有采充平行、工艺灵活、投资较少等优势,充填体强度合理设计关系承载效果和经济效益,但仍缺乏针对性科学依据。以3轮采充为例,理论分析得出综合机械化单元密实充填采煤工作面呈现“煤柱−充填体”分轮转移承载特征,可分为“煤柱全面承载”“充填体参与承载”“充填体全面承载”3个阶段,并根据朗肯土压力理论得出了支巷充填体三向受力状态侧压力计算公式;根据等价采高和地表水平变形计算公式推导建立了充填体弹性模量与地表水平变形最大值之间的关系;实验室试验得出单轴抗压强度1~5 MPa的9组膏体试块在三轴围压p=0,0.5,1.0,1.5 MPa条件下的弹性模量,建立了充填体单轴抗压强度与三轴条件下弹性模量的关系。由此建立了基于地表水平变形指标的充填体单轴抗压强度计算式。以某矿浅埋深特厚煤层51106首采工作面为工程背景建立数值模型,研究表明前2轮采充后工作面“煤柱−充填体”上方垂直应力曲线呈陡峭的波浪状分布,地表下沉和水平变形轻微,第3轮采充后该应力曲线呈平缓的波浪状,地表下沉和水平变形明显增加,验证了“煤柱−充填体”分轮转移承载特征,同时,数值模拟和工程实践表明充填体单轴抗压强度确定方法是合理和准确的,可为综合机械化单元密实充填采煤工作面充填体强度设计提供参考。 展开更多
关键词 综合机械化单元密实充填采煤 充填体强度 分轮转移承载特征 等价采高 地表水平变形
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采煤工作面图像超分辨率技术研究
5
作者 马英 雷声 《矿业安全与环保》 北大核心 2025年第3期1-7,共7页
受煤矿井下不均匀光照及煤尘、水雾等因素影响,井下采煤工作面图像采集往往存在分辨率低、细节缺失、纹理清晰度差等问题,给工作面远程监控、机器视觉等技术的应用带来诸多不利影响。提出了一种基于残差混合注意力机制的超分辨率生成对... 受煤矿井下不均匀光照及煤尘、水雾等因素影响,井下采煤工作面图像采集往往存在分辨率低、细节缺失、纹理清晰度差等问题,给工作面远程监控、机器视觉等技术的应用带来诸多不利影响。提出了一种基于残差混合注意力机制的超分辨率生成对抗网络模型:在生成器的特征提取过程中加入残差块,提升网络深度和学习效果;引入通道注意力与空间注意力机制,提升对图像边缘纹理特征和局部细节的恢复效果;优化损失函数,保留重建图像细节纹理,提升主观质量;通过判别器识别生成器重建图像,实现生成器与判别器的对抗训练,在小样本数据集上优化模型效果。试验证明了该模型在矿井采煤工作面图像超分辨率方面的有效性:所提出的模型算法相较现有主流算法在矿井采煤工作面设备图像数据集的4倍缩放上实现了明显效果提升,峰值信噪比(PSNR)平均提升8.57%,结构相似度(SSIM)平均提升1.43%。 展开更多
关键词 采煤工作面图像 超分辨率 残差块 注意力机制
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综采工作面自动化生产工艺研究与应用
6
作者 连东辉 袁瑞甫 +3 位作者 崔科飞 马祥 原鹏辉 潘坤 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第S1期412-421,共10页
综采工作面采煤工作的任务是破煤、装煤、运煤、支护顶板、采空区处理这5个工序。智能化综采面需要各个装备在程序的控制下相互配合自动完成5个工序的任务,对于不同条件的工作面需要设计采煤机动作、支架跟机动作的详细流程。根据目前... 综采工作面采煤工作的任务是破煤、装煤、运煤、支护顶板、采空区处理这5个工序。智能化综采面需要各个装备在程序的控制下相互配合自动完成5个工序的任务,对于不同条件的工作面需要设计采煤机动作、支架跟机动作的详细流程。根据目前综采面智能化装备的功能特点,提出了适用于不同煤层条件的4种智能化生产工艺流程。对于近水平且赋存稳定煤层的工作面,设计了14道的采煤机自动化截割工序以及9个步骤的支架自动化跟机作业流程,解决了自动化端头进刀及割三角煤问题,大大提高了生产效率。针对倾斜煤层、大倾角煤层以及特厚急倾斜煤层等复杂条件,分别提出了中部斜切进刀割煤工艺流程、大倾角煤层端部反向进刀单向割煤工艺流程、单摇臂采煤机中部斜切进刀割煤工艺流程。相关工艺在多个矿井现场应用,大大提高了智能化装备的自动化使用率,取得了较好的减人提效效果,对类似条件的智能化综采面生产工艺流程的设计和应用有重要参考价值。 展开更多
关键词 综采工作面 自动化 生产工序 复杂煤层
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综采工作面风流-煤尘逸散规律及防控技术研究 被引量：1
7
作者 高成 刘立仁 +1 位作者 郑磊 吕明杰 《工矿自动化》 北大核心 2025年第1期111-118,共8页
综采工作面采煤机在截割煤体时会产生明显的湍流风,使得采煤区风速发生变化,诱导煤尘颗粒向人行道区域横向扩散。为探究截割湍流风对截割煤尘横向扩散规律的影响,采用多重参考系(MRF)模型对滚筒旋转割煤进行仿真,对不同割煤状态下综采... 综采工作面采煤机在截割煤体时会产生明显的湍流风,使得采煤区风速发生变化,诱导煤尘颗粒向人行道区域横向扩散。为探究截割湍流风对截割煤尘横向扩散规律的影响,采用多重参考系(MRF)模型对滚筒旋转割煤进行仿真,对不同割煤状态下综采工作面风流-煤尘耦合运移规律进行数值模拟,得到工作面风流分布与煤尘浓度分布的关系。为降低截割湍流风对煤尘横向扩散的影响,提出一种采煤机尘源跟踪喷雾降尘系统,通过安装在支架顶梁或前探梁上的喷雾装置在采煤机滚筒与人行道间形成雾幕,削弱截割湍流风的扰动作用,阻隔煤尘颗粒横向扩散,实现对滚筒截割尘源的动态跟踪。仿真结果表明,不同割煤状态下滚筒转动产生的截割湍流风使风流向人行道区域发生偏移,当滚筒转速为29.29 r/min、系统风速为1.40 m/s时,其横向偏移分速度可超过0.54 m/s,并使煤尘颗粒向人行道区域扩散,出现浓度超过300 mg/m3的煤尘团,尤其是顺风割煤时煤尘横向扩散更为明显,人行道处煤尘浓度达385.12 mg/m^(3)。现场测试结果表明,采煤机尘源跟踪喷雾降尘技术的降尘率达83.68%,且单个喷洒点的待机能耗低于10 W。 展开更多
关键词 综采工作面 煤尘治理 多重参考系模型 截割湍流风 截割煤尘横向扩散规律 尘源跟踪 喷雾降尘 MRF
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综采工作面等采长回采技术研究与应用
8
作者 王震 侯惠强 +1 位作者 焦渭涛 杜青青 《煤炭工程》 北大核心 2025年第3期65-71,共7页
针对倾斜综采工作面倾角、采长频繁变化等问题,以华亭煤矿250107-1工作面回采为工程背景,分析了工作面实际采长变化对工作面正常生产的影响,得出了实现工作面等采长回采的前提条件,即按照工作面回采巷道最大高程差位置处的正倾斜工作面... 针对倾斜综采工作面倾角、采长频繁变化等问题,以华亭煤矿250107-1工作面回采为工程背景,分析了工作面实际采长变化对工作面正常生产的影响,得出了实现工作面等采长回采的前提条件,即按照工作面回采巷道最大高程差位置处的正倾斜工作面长度来设计切眼以及确定液压支架、刮板输送机中部槽数目。研究了工作面回采巷道高程差、工作面采长、伪斜调整距离Δl之间的空间几何关系,推导得出了伪斜调整距离与工作面倾角之间的定量化关系,提出了实现综采面等采长回采的插帮割煤调斜、调正回采工艺,为同类工作面安全高效回采提供了参考。 展开更多
关键词 综采工作面 采长 割煤工艺 工作面调斜 回采工艺
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红树梁煤矿综放工作面煤厚变异区煤柱合理留设宽度研究
9
作者 李海波 张建 +2 位作者 宋一飞 邹凌雲 王承乾 《中国煤炭》 北大核心 2025年第6期39-48,共10页
在厚煤层开采中,合理的区段煤柱宽度对于减少煤炭资源浪费、提高矿井采出率具有重要的意义。以内蒙古红树梁煤矿6106综放工作面为工程背景,基于极限平衡法,计算得出工作面煤层分叉区、合并区的下区段煤柱的合理留设宽度应大于9.95 m。... 在厚煤层开采中,合理的区段煤柱宽度对于减少煤炭资源浪费、提高矿井采出率具有重要的意义。以内蒙古红树梁煤矿6106综放工作面为工程背景,基于极限平衡法,计算得出工作面煤层分叉区、合并区的下区段煤柱的合理留设宽度应大于9.95 m。确立了6种不同区段煤柱宽度下的数值模拟方案,分析了不同区段煤柱宽度下运输巷道在煤层分叉区、合并区的变形特征以及区段煤柱内垂直应力分布规律,得出巷道围岩变形量随着区段煤柱宽度的增大而减小,但区段煤柱宽度超过10 m后,继续增大虽然能继续降低巷道变形量,但效果有限。结合数值模拟分析结果与理论计算结果可知,当煤柱留设宽度大于10 m后,煤柱能保持其稳定性,在考虑经济性的前提下,最终确定工作面区段煤柱留设宽度应为10 m。 展开更多
关键词 综放工作面 区段煤柱 煤层分叉区 煤层合并区 红树梁煤矿
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超大综采面过上覆集中煤柱应用研究
10
作者 李伟 卞涛 《中国矿业》 北大核心 2025年第S1期379-383,共5页
补连塔煤矿煤层厚、埋藏浅、层间距较小,上覆集中煤柱对综采面开采影响较大。本文以补连塔煤矿22404综采面为例,对综采面过上覆集中煤柱工艺进行研究。本文对综采面过煤柱期间矿压显现规律及预测预报、综采面支护和工程质量、综采面机... 补连塔煤矿煤层厚、埋藏浅、层间距较小,上覆集中煤柱对综采面开采影响较大。本文以补连塔煤矿22404综采面为例,对综采面过上覆集中煤柱工艺进行研究。本文对综采面过煤柱期间矿压显现规律及预测预报、综采面支护和工程质量、综采面机电设备维护、综采面防止压架措施等方面进行分析,避免过上覆集中煤柱时出现矿压显现强烈导致支架压死、冒顶、顺槽片帮、锚杆或锚索飞溅伤人等事故。本文对22404综采面过上覆采空区集中煤柱情况进行研究,对以后类似综采工作面的回采具有指导意义。 展开更多
关键词 综采面 集中煤柱 冒顶 压死 片帮
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麻地梁煤矿大采高综放工作面主动式超前支护技术应用
11
作者 阚磊 《工矿自动化》 北大核心 2025年第6期44-54,共11页
针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部... 针对大采高综放工作面超前液压支架支护存在作业空间受限、劳动强度大等问题,以麻地梁煤矿507工作面辅助运输巷为研究对象,提出采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架的支护方案。采用TS−C1201型矿用钻孔成像仪对煤岩体内部裂隙进行观测,结果显示507综放工作面回采巷道顶板浅部存在少量纵向裂隙,其余区域裂隙不发育,表明顶板整体完整性良好,具备实施主动式超前支护的条件。结合上述观测结果,设计锚杆(索)主动式超前支护方案:顶板采用“锚杆+锚索+钢带”联合支护,布置7根左旋无纵筋螺纹钢锚杆和3根锚索,配合M3型钢带;左帮布置4根全螺纹锚杆;右帮采用4根玻璃钢锚杆。理论计算结果表明,补强锚杆(索)主动式超前支护提升了支护系统强度,满足巷道超前段支护需求。数值模拟结果表明:507综放工作面回采期间,采用原主动式超前液压支架支护方案,超前工作面10 m范围出现明显的应力集中,垂直方向最大应力为4.5 MPa,顶板最大下沉量约为35 mm;超前工作面30 m范围,垂直方向最大应力约为5.5 MPa。采用锚杆(索)补强支护后,巷道垂直应力小幅度下降,巷道垂直应力场分布得到优化;在超前工作面10~30 m范围顶板最大下沉量无明显变化。可见,采用补强锚杆(索)主动式超前支护代替超前液压支架可满足超前支护要求。工业试验结果表明:补强锚杆(索)受力稳定,约为81 kN;巷道顶底板及两帮最大位移分别为41,37 mm,顶板无离层现象,满足安全生产需求。 展开更多
关键词 大采高综放工作面 主动式超前液压支架支护 补强锚杆(索)主动式超前支护 辅助运输巷顶板下沉量 顶板集中应力
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综放工作面围岩控制与智能化放煤技术现状及展望 被引量：4
12
作者 庞义辉 关书方 +2 位作者 姜志刚 白云 李鹏 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期20-27,共8页
分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现... 分析了厚及特厚煤层智能化综放工作面围岩控制技术与智能化放顶煤技术发展现状及存在的问题,从巷道围岩高效支护、工作面超前支护、坚硬特厚顶煤冒放性、液压支架位姿监测及智能化放顶煤5个方面提出了工程实际需求。针对综放工作面实现安全、高效、智能化开采存在的技术难题与工程需求,对综放工作面围岩控制技术、智能化放煤技术进行了研究:构建了坚硬特厚煤层顶煤悬臂梁力学模型,研发了提高顶煤冒放性及放出率关键技术,实现了坚硬特厚煤层超大采高综放开采;研发了单元式超前液压支架顶梁可旋转自复位装置,实现了液压支架顶梁根据巷道顶板倾斜角度自动旋转支护,有效提高了单元式超前液压支架对巷道顶底板的适应性;提出了采用巷道支护液压支架替代传统锚网支护结构的思路,具有支护效率高、成本低、节省工作面超前支护等优点;开发了基于立柱与尾梁千斤顶行程的综放液压支架支护姿态监测装置与算法,提高了液压支架支护姿态解算效率与精度;提出了基于透明地质模型、煤量监测装置与煤矸识别装置融合的智能放煤控制方法,可有效解决多夹矸层特厚顶煤智能化放煤技术难题。提出智能地质保障技术、机器视觉精准测量与智能感知技术、综放工作面设备智能精准自适应控制技术、综放工作面数字孪生技术等是智能化综放开采技术与装备的发展趋势。 展开更多
关键词 特厚煤层 综放开采 综放工作面 围岩控制 智能化放煤
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煤矿井下非均匀照度图像去噪研究 被引量：4
13
作者 张旭辉 麻兵 +2 位作者 杨文娟 董征 李语阳 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第2期1-8,共8页
煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像... 煤矿综采工作面空间小、照明环境复杂多变,采煤过程中伴随着大量的粉尘、大雾,导致采集的图像出现曝光、细节特征减弱等问题,难以对井下照明区域光照强度过大的图像进行有效的特征提取。针对上述问题,提出了一种煤矿井下非均匀照度图像去噪算法。首先,将视频截取为图像,判断图像是否需要进行光照抑制,将需要进行光照抑制的RGB图像拆分通道,并计算每个通道的光照调节因子,实现图像的整体光照调节;然后,将未进行整体光照抑制的图像和经整体光照抑制的图像进行反射分量提取,即将输入的图像转换为HSV空间图像,使用单尺度Retinex(SSR)算法对V通道图像中的光照分量进行单独处理,将V分量中的入射分量去除,保留反射分量,并对反射分量使用直方图均衡算法实现光照均衡化处理;最后,使用基于引导滤波的暗通道先验算法对经过光照处理后的图像进行去雾处理,并使用伽马校正函数重新调节亮度不均的图像。主观评价结果表明:提出的煤矿井下非均匀照度图像去噪算法有效抑制了因光照导致整体亮度较高的问题,且由于大雾、粉尘等因素导致图像模糊的部分更加清晰,图像的细节特征更加突出。采用信息熵、均值、标准差、空间频率4种评价指标对提出的算法效果进行客观评价,结果表明,提出的算法在信息熵、均值、标准差、空间频率上较多尺度Retinex(MSR)算法分别平均提升了21.87%,-56.06%,153.43%,294.45%,较基于颜色保持的多尺度视网膜增强(MSRCP)算法分别平均提升了1.18%,-39.56%,33.29%,-4.71%,较带色彩恢复的多尺度视网膜增强(MSRCR)算法分别平均提升了38.06%,-55.27%,462.10%,300.96%,说明提出的算法能更有效地增加图像信息量、抑制光照强度、提升边缘信息及图像清晰度。 展开更多
关键词 综采工作面 煤矿井下图像去噪 非均匀光照 高光抑制 亮度均衡 图像去雾 伽马校正
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刮板输送机技术发展历程(一)——国外技术 被引量：4
14
作者 葛世荣 王俊涛 宋智丽 《中国煤炭》 北大核心 2024年第2期1-12,共12页
刮板输送机是井下采煤工作面的“脊梁”装备,它经历了6次技术变革,持续推动采煤工艺变革及生产效率持续提升。刮板输送机第1次技术变革发生于1900-1940年,诞生了可拆卸刮板输送机,煤矿开启半机械化开采时代;第2次技术变革产生于1940-195... 刮板输送机是井下采煤工作面的“脊梁”装备,它经历了6次技术变革,持续推动采煤工艺变革及生产效率持续提升。刮板输送机第1次技术变革发生于1900-1940年,诞生了可拆卸刮板输送机,煤矿开启半机械化开采时代;第2次技术变革产生于1940-1950年,创制了可弯曲刮板输送机,煤矿进入机械化开采时代;第3次技术变革形成于1950-1985年,创设了可自移刮板输送机,煤矿跨入综合机械化开采时代;第4次技术变革出现在1985-2000年,已发展成为重型化刮板输送机,煤矿走向高产高效综采时代;第5次技术变革形成于2000-2010年,研发出自动化刮板输送机,煤矿迈向数字化综采时代;第6次技术变革始于2010年,创新推出智能化刮板输送机,煤矿开启少人化智采时代。英国和德国为刮板输送机初创做出巨大贡献,研制出多种早期的刮板输送机机型。苏联对刮板输送机的系列化,以及对机械化采煤机的配套起到重要的创新推动作用。在此基础上,1954年,英国把安德顿滚筒采煤机与垛式支架、可弯曲刮板输送机组合为综合机械化采煤机组,建成世界上第一个综采工作面。21世纪以来,世界煤炭开采的重心逐步转向我国,国外刮板输送机研发与制造影响力逐年衰减,我国逐渐成为刮板输送机的制造强国。 展开更多
关键词 刮板输送机 采煤工作面 机械化采煤 煤矿智能化 技术发展史
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基于残差优化的综采工作面煤壁点云补全方法
15
作者 汪卫兵 侯学谦 +3 位作者 赵栓峰 贺海涛 邢志中 路正雄 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第6期120-128,共9页
煤矿综采工作面巷道的数字化三维重建过程中需要完整且密集的煤壁点云数据。受遮挡、视角限制等因素影响,采集的综采工作面煤壁点云数据往往不完整且稀疏,影响下游任务,需进行煤壁点云修复和补全。目前缺少针对井下点云补全任务的数据... 煤矿综采工作面巷道的数字化三维重建过程中需要完整且密集的煤壁点云数据。受遮挡、视角限制等因素影响,采集的综采工作面煤壁点云数据往往不完整且稀疏,影响下游任务,需进行煤壁点云修复和补全。目前缺少针对井下点云补全任务的数据集和网络模型,现有模型用于煤壁点云补全时存在点云密度分布不均匀、点云特征信息丢失等情况。针对上述问题,设计了一种基于残差优化的煤壁点云补全网络模型,采用监督学习方式学习点云特征信息,通过最小化密度采样和残差网络迭代优化输出完整点云。采集煤矿井下真实综采工作面煤壁点云数据,预处理后筛选可用数据,通过模拟随机空洞制作煤壁点云缺失数据集,并用缺失数据集训练基于残差优化的煤壁点云补全网络模型。实验结果表明:与经典的FoldingNet,TopNet,AtlasNet,PCN,3D-Capsule点云补全网络模型相比,基于残差优化的煤壁点云补全网络模型针对构造的缺失煤壁点云和稀疏煤壁点云补全的倒角距离、地移距离及F1分数均能达到最优水平,整体补全效果最佳;针对实际缺失的煤壁点云,该模型能够实现有效补全。 展开更多
关键词 煤矿综采工作面 数字化煤层 巷道三维重建 点云修复 点云补全 残差优化
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两次采动影响下小煤柱巷道切顶卸压围岩控制技术 被引量：19
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作者 李汉璞 张百胜 +2 位作者 郭俊庆 杨依卓 崔俊彪 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第2期90-97,共8页
为解决多次采动影响下留小煤柱巷道矿压显现剧烈、围岩变形量大的问题,提出了“切顶卸压+顶、帮锚索补强”联合控制技术。以贾家沟煤矿10115运输巷为工程背景,分析了切顶卸压位置、高度与巷道围岩垂直应力分布的关系,给出切顶卸压关键参... 为解决多次采动影响下留小煤柱巷道矿压显现剧烈、围岩变形量大的问题,提出了“切顶卸压+顶、帮锚索补强”联合控制技术。以贾家沟煤矿10115运输巷为工程背景,分析了切顶卸压位置、高度与巷道围岩垂直应力分布的关系,给出切顶卸压关键参数,并研究了留小煤柱巷道在切顶卸压后受两次采动影响下的矿压显现规律。结果表明:切顶卸压后,煤柱上的应力峰值随切顶深度的增加呈指数降低;10115运输巷在邻近工作面一次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出无变形、缓慢变形、快速变形和围岩稳定的变化规律,本工作面二次采动过程中巷道围岩变形依次呈现出明显变形和剧烈变形的规律;巷道围岩在受二次采动影响时变形更加剧烈,巷道变形量为一次采动时的3.0~7.5倍。 展开更多
关键词 切顶卸压 小煤柱 矿压显现 二次采动 综放工作面 围岩控制
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坚硬顶板切顶卸压技术对巷道围岩变形规律影响 被引量：14
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作者 赵常辛 李晓旭 +2 位作者 石蒙 冀瑞锋 张焱 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第1期147-154,共8页
针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运... 针对特厚煤层坚硬顶板、宽煤柱条件下临空巷道面临的高围岩应力、大变形等问题,以老石旦煤矿16403综放工作面为工程研究背景,从宽煤柱顶板侧向破断结构角度对临空巷道大变形的影响因素进行了理论分析,采用数值模拟方法研究了对16402运输巷实施不同切顶卸压方案时,临近采空区的16403回风巷侧向顶板采动应力传递规律,并在现场施工水力压裂钻孔进行切顶卸压,实现临空巷道围岩变形控制。研究结果表明:“低位坚硬岩层悬臂梁+高位坚硬岩层砌体梁”破断结构是特厚煤层宽煤柱临空巷道大变形的主要原因,可采用切顶卸压技术破坏宽煤柱顶板侧向破断结构来控制临空巷道围岩大变形;切顶角变化可使关键块B长度发生改变,切顶角越大,则关键块B长度越小,临空侧顶板载荷向煤柱传递的程度越弱,临空巷道围岩承受的采动应力越小,切顶角为100°时临空巷道围岩垂直应力与变形量最小;在16402运输巷以切顶角100°施工水力压裂钻孔后,16403回风巷顶底板变形量较未实施切顶卸压的16402回风巷减小86.5%,两帮变形量减小87.1%,临空巷道围岩稳定性得到极大提高。 展开更多
关键词 综放工作面 留煤柱护巷 临空巷道 围岩变形控制 切顶卸压 水力压裂
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综采工作面刮板输送机煤流时空分布研究 被引量：1
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作者 陈书航 王世博 +2 位作者 葛世荣 王赟 马广军 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期98-107,共10页
基于传感器的煤流特征研究受传感器监测范围有限的影响,无法对刮板输送机整机煤流特征进行研究;基于模型仿真的煤流特征研究缺乏对开采工艺的考虑,不能预测刮板输送机整机的煤流时空分布。针对综采工作面刮板输送机整机运载煤流特征难... 基于传感器的煤流特征研究受传感器监测范围有限的影响,无法对刮板输送机整机煤流特征进行研究;基于模型仿真的煤流特征研究缺乏对开采工艺的考虑,不能预测刮板输送机整机的煤流时空分布。针对综采工作面刮板输送机整机运载煤流特征难以监测的问题,结合综采工作面开采工艺,通过分析采煤机截割装载和刮板输送机运载煤流过程,建立了各工艺段下不同装载方式的刮板输送机瞬时装载体积、截面积的数学模型;将刮板输送机运载煤流过程划分为煤流平移和装载煤流叠加,基于有限元方法构建了综采工作面刮板输送机煤流时空分布预测模型。利用该模型仿真分析了开采工艺周期内刮板输送机的煤流时空分布特征:相比于中部正常截割阶段,端头截割阶段的煤流时空分布较为复杂;中部槽装载煤流的最大截面积出现在调换滚筒位置阶段;刮板输送机运载煤流体积在采煤机上行和下行过程中变化趋势相反,变化趋势由采煤机牵引方向决定。利用某矿工作面采煤机和刮板输送机实际运行数据作为模型的输入参数,根据预测的煤流时空分布计算过煤量,结果表明:过煤量预测结果与现场实测的变化趋势一致,累计过煤量预测误差为9.24%,在采煤机进刀过程和上行阶段的固定时间段内过煤量预测误差分别为13.19%和13.78%,证明了煤流时空分布预测模型的正确性。 展开更多
关键词 综采工作面 刮板输送机 煤流时空分布 煤流预测 装载体积 装载截面积
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综采工作面智能感知技术的发展应用与前景综述 被引量：3
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作者 魏文艳 吴桐 《煤炭工程》 北大核心 2024年第5期160-165,共6页
为研究现代煤矿工业综采工作面开采的发展趋势,研究了智能化开采的三个关键要素为智能感知、智能决策和智能控制,其中智能感知是最基础、最关键的部分。在智能化开采进程中,智能感知技术在该领域的应用正日益成为研究热点,其在提高开采... 为研究现代煤矿工业综采工作面开采的发展趋势,研究了智能化开采的三个关键要素为智能感知、智能决策和智能控制,其中智能感知是最基础、最关键的部分。在智能化开采进程中,智能感知技术在该领域的应用正日益成为研究热点,其在提高开采效率、降低生产成本、确保工作面安全等方面发挥着至关重要的作用。文章回顾了智能感知技术的发展历程,分析了不同阶段中智能感知的主要特点,并根据智能感知技术的特点和关键技术分为了四个阶段:基本感知阶段、多参数监测阶段、多维度信息感知阶段、全面感知阶段。深入研究并全面探讨智能感知技术在中国煤矿综采工作面的关键技术、广泛应用和未来发展趋势,以期为煤矿行业的智能化转型提供参考。 展开更多
关键词 综采工作面 智能感知 智能化开采 全面感知
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煤矿综合机械化快速掘进技术研究 被引量：3
20
作者 孙长斌 孙远航 《中国煤炭》 北大核心 2024年第S01期391-394,共4页
在煤矿综合机械化快速掘进技术具体工作过程中,保证煤矿资源综合掘进机械化水平的快速发展,可以有效满足现阶段煤矿资源综合掘进工作的相关要求。基于此,针对影响煤矿综合机械化快速掘进的主要因素进行了分析,结合煤矿综合机械化快速掘... 在煤矿综合机械化快速掘进技术具体工作过程中,保证煤矿资源综合掘进机械化水平的快速发展,可以有效满足现阶段煤矿资源综合掘进工作的相关要求。基于此,针对影响煤矿综合机械化快速掘进的主要因素进行了分析,结合煤矿综合机械化快速掘进技术的相关要求,从远程系统技术控制参数、远程遥控与参数检测、掘进设备与支护方式的等5个方面对煤矿综合机械化快速掘进技术应用分析展开了更为深入的研究,以期我国综合机械化快速掘进技术的进一步完善提供参考。 展开更多
关键词 煤矿综合机械化 快速掘进 技术研究
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