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基于GSL-YOLO模型的综放工作面混矸率检测方法 被引量：1
1
作者 王福奇 王志峰 +4 位作者 金建成 井庆贺 王耀辉 王大龙 汪义龙 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第9期59-65,137,共8页
针对现有基于深度学习的综放工作面混矸率检测方法在井下低照度、高粉尘、煤矸堆叠等复杂条件下存在煤矸识别精度低、分割效果差、模型参数量和运算量大、未实现混矸率的实时检测等问题,提出了一种基于GSL-YOLO模型的混矸率检测方法。GS... 针对现有基于深度学习的综放工作面混矸率检测方法在井下低照度、高粉尘、煤矸堆叠等复杂条件下存在煤矸识别精度低、分割效果差、模型参数量和运算量大、未实现混矸率的实时检测等问题,提出了一种基于GSL-YOLO模型的混矸率检测方法。GSL-YOLO模型在YOLOv8-seg的基础上进行以下改进:在主干网络中引入全局注意力机制(GAM),通过减少信息弥散和放大全局交互表示提高模型特征提取能力;选用具有高效局部聚合网络的空间金字塔池化(SPPELAN)模块,提升模型处理不同尺寸目标时的检测性能;采用轻量级非对称多级压缩检测头(LADH),降低模型的训练难度,同时提高推理速度。提出了一种基于类别分割掩码的混矸率计算方法,该方法基于煤流图像处理结果中的分割掩码信息,计算其中矸石的像素面积与总像素面积的比值,作为瞬时混矸率。实验结果表明:(1)GSL-YOLO模型的m AP@0.5∶0.95达96.1%,比YOLOv8-seg模型提高了0.8%。(2)GSL-YOLO模型的参数量为2.9×10^(6)个,浮点运算次数为11.4×10^(9),模型权重为6.0MiB,比YOLOv8-seg模型分别降低了12.1%,5.8%,11.8%,实现了模型的轻量化。(3)GSL-YOLO模型在测试集上的帧率为12帧/s,基本满足实时检测要求。(4)与YOLO系列模型相比,GSL-YOLO模型分割效果最好,检测精度最高,参数量和运算量较少,综合性能最佳。(5)基于截取的综放工作面后部刮板输送机上煤流视频中的3帧图像,计算了瞬时混矸率,结果表明,提出的混矸率计算方法基本实现了综放工作面混矸率的实时计算。 展开更多
关键词 智能放煤 煤矸识别 混矸率检测 YOLOv8-seg 图像分割 全局注意力机制 非对称检测头
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基于链路预测的煤矿事故隐患文本分析研究
2
作者 周翔 马利宁 +7 位作者 马新根 郝强 贾海钰 刘辉 白文兴 张宏智 李圣江 杨起凡 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期26-34,共9页
为有效从海量文本数据中挖掘有价值的煤矿事故隐患信息并进行预测,基于某煤矿生产过程中产生的安全隐患预处理文本进行研究,利用链路预测方法来探寻煤矿事故隐患文本的关联规则,提出1种RA与RWR相结合的局部随机游走指标进行研究。研究... 为有效从海量文本数据中挖掘有价值的煤矿事故隐患信息并进行预测,基于某煤矿生产过程中产生的安全隐患预处理文本进行研究,利用链路预测方法来探寻煤矿事故隐患文本的关联规则,提出1种RA与RWR相结合的局部随机游走指标进行研究。研究结果表明:改进后的指标在较高的移除比例范围内拥有优于局部相似性方法的精度,且其计算效率明显优于全局随机游走指标;通过分析关键词共现关系,验证了改进的链路预测方法的准确性,并成功预测出部分未来存在但当前未产生的节点关系。研究结果可为煤矿安全生产管理提供1种新的方法和工具,有利于提升煤矿的安全生产水平。 展开更多
关键词 煤矿安全 隐患排查 数据挖掘 链路预测 关联规则
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煤矿事故应急状态下井下作业人员行为反应影响因素分析
3
作者 张笃学 王冰山 +7 位作者 汤瑞山 栗磊 朱栋 胡超文 李娇龙 冉伟 张书豪 张爽 《中国煤炭》 北大核心 2024年第9期45-53,共9页
煤矿事故应急状态是煤矿事故即将发生或已经发生初步事故的突发紧急状况,此时煤矿井下作业人员能否及时察觉异常状况、提前做好准备、从容应对突发情况,对降低煤矿事故损失非常关键。主要研究了煤矿事故应急状态下人的行为反应影响因素... 煤矿事故应急状态是煤矿事故即将发生或已经发生初步事故的突发紧急状况,此时煤矿井下作业人员能否及时察觉异常状况、提前做好准备、从容应对突发情况,对降低煤矿事故损失非常关键。主要研究了煤矿事故应急状态下人的行为反应影响因素,通过模糊德尔菲法(FDM)对井下作业人员应急状态下人的行为反应影响因素进行筛选,并结合模糊决策与评价试验(Fuzzy-DEMATEL)和解释结构模型(ISM)对人的行为反应影响因素进行系统的分析与讨论。结果表明,情绪类型、个性、应急知识、群体行为4个因素是决定人在应急状态下表现的关键因素,未来对工人应加强在该方面的培养。研究煤矿事故应急状态下人的行为反应影响因素可为提升煤矿生产安全、增强工人应急行为能力提供理论和实践基础。 展开更多
关键词 煤矿事故 应急状态 井下作业人员 行为反应 模糊决策 解释结构模型
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纵轴式掘进机行驶性能及履带力学特性研究
4
作者 井庆贺 刘杰 +3 位作者 孟鹏飞 肖运智 王福奇 王彬 《中国工程机械学报》 北大核心 2024年第5期588-593,共6页
为提高纵轴式掘进机在巷道内的行驶性能,以天河科技EBZ200M-4型掘进机为研究对象,分析履带板与底板之间的力学性能,并结合EDEM、RecurDyn和Ansys软件对其行驶性能与履带力学特性进行仿真分析。结果表明:由于两侧履带张紧力不同,掘进机在... 为提高纵轴式掘进机在巷道内的行驶性能,以天河科技EBZ200M-4型掘进机为研究对象,分析履带板与底板之间的力学性能,并结合EDEM、RecurDyn和Ansys软件对其行驶性能与履带力学特性进行仿真分析。结果表明:由于两侧履带张紧力不同,掘进机在3 mm颗粒模型行驶向左侧偏移,在5和7 mm颗粒模型行驶向右偏移,但行驶偏移量范围均在5~6 mm之间,相差不大。掘进机在7 mm颗粒模型的下沉量最小,为16 mm。C型履带板沉陷量为14.6 mm,侧向载荷标准差为138.3 N,相比于传统A型履带板抗侧滑能力提升了22.1%,应力最大值为79.9 MPa,平均值为2.8 MPa,变形最大值为0.027 mm,平均值为0.006 5 mm。由此可知,掘进机在颗粒尺寸为7 mm模型下的行驶性能最佳,且将传统A型履带板更改为C型履带板后可进一步提高掘进机的行驶性能,为其性能优化提供一定参考。 展开更多
关键词 纵轴式掘进机 行驶性能 DEM-MBD耦合
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轴向冲击荷载下锚索动力响应特征试验研究 被引量：4
5
作者 程利兴 郭洁 +8 位作者 高斌 周翔 李灵博 高健勋 李永元 李靖宇 李义朝 汪占领 周鹏赫 《采矿与岩层控制工程学报》 北大核心 2023年第4期31-39,共9页
为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲... 为了研究锚索在轴向冲击荷载下的动力响应特征,选取砚北煤矿冲击地压巷道常用的锚索材料,采用AW-1500微机控制电液伺服试验机和自由落锤冲击试验机进行了锚索静、动载力学性能试验,共设计9种不同能量等级的冲击试验,获得了冲击力时程曲线、冲击力-变形曲线、锚索冲击变形以及吸收能量的特征曲线。结果表明:静载拉伸破断载荷为350.83~356.81 kN,平均延伸率3.49%,冲击载荷作用下锚索承受的冲击力明显大于静载破断载荷,而延伸率明显降低,平均最大降低35.24%,锚索脆性破坏特征突出;锚索变形-冲击力曲线变化过程分为初期震荡阶段、急剧增长阶段以及弹性回弹等3个阶段,冲击能量小于15000 J时,锚索主要发生弹性变形,锚索冲击力时程曲线峰值点与冲击能量峰值点基本一致,随着冲击能量的逐渐增大,锚索冲击力峰值也逐渐增大,在急剧增长阶段震荡型增长趋势较显著;冲击能量大于等于15000 J时,冲击能量未达到峰值前,锚索即发生破坏,随着冲击能量的增大,锚索塑性变形变化突出,冲击动能向锚索变形能转化,锚索吸收能量与塑性变形基本成正比。通过对锚索冲击载荷下的力学响应特征分析,可为冲击地压矿井的巷道支护设计和材料选取提供一定的理论依据。 展开更多
关键词 冲击地压 锚索 冲击载荷 落锤试验 响应特征
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弱固结地层特厚煤层综放开采覆岩破坏及水害防控研究 被引量：5
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作者 李宣东 张风达 +7 位作者 张春牛 曹路通 宋文杰 申晨辉 于忠升 蔡昌伟 李汉汉 周全超 《中国矿业》 2023年第2期120-127,共8页
为解决多重含水层下弱固结特厚煤层水害防治问题,本文采用类比分析法、数值模拟法和相似模拟法,研究了灵东煤矿采空区下Ⅱ3特厚煤层顶分层开采的覆岩破坏特征,分析了导水裂缝带发育特征,提出了“物探+钻探”的方式提前疏放导水裂缝带内... 为解决多重含水层下弱固结特厚煤层水害防治问题,本文采用类比分析法、数值模拟法和相似模拟法,研究了灵东煤矿采空区下Ⅱ3特厚煤层顶分层开采的覆岩破坏特征,分析了导水裂缝带发育特征,提出了“物探+钻探”的方式提前疏放导水裂缝带内含水层的控水采煤方法。研究结果表明,位于Ⅱ3特厚煤层上覆的Ⅱ2特厚煤层回采时,覆岩破坏呈现“阶梯式”垮塌特征,Ⅱ3特厚煤层顶分层回采时,在工作面初次来压后,覆岩呈现出与Ⅱ2-1煤层层间岩层同步协调弯曲下沉的现象;预计导水裂缝带未波及Ⅱ2-1煤层采空区,采用“音频电透视+瞬变电磁”探测得出一含、二含(1)的采空区的富水异常区,重点针对富水异常区进行钻孔探测,兼顾非富水异常区,最终实现了首采工作面的安全回采。 展开更多
关键词 弱固结地层 特厚煤层 多重含水层 覆岩破坏 水害防治
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无反复支撑超前支护智能控制系统 被引量：1
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作者 韩哲 徐元强 +10 位作者 张德生 赵全文 杜明 李慧 周杰 张帅 刘杰 高健勋 温存宝 周翔 赵凯 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第4期141-146,152,共7页
针对无反复支撑超前支护装备在空间小、震动大、电磁干扰严重的环境下传感技术水平低、运动控制不精准、作业流程复杂的问题,提出一种无反复支撑超前支护智能控制系统。无反复支撑超前支护工艺的被控需求:具备姿态、障碍物、位置等周边... 针对无反复支撑超前支护装备在空间小、震动大、电磁干扰严重的环境下传感技术水平低、运动控制不精准、作业流程复杂的问题,提出一种无反复支撑超前支护智能控制系统。无反复支撑超前支护工艺的被控需求:具备姿态、障碍物、位置等周边环境信息检测技术手段;具备自适应、自调整、自决策的控制方法;具备快速、平稳、精准的执行部件。根据上述需求,提出智能控制系统的3项关键技术:智能感知、逻辑控制、执行。基于无反复支撑超前支护智能控制系统的控制功能和任务流程,提出了系统总体架构;基于姿态、障碍物识别、压力及位置和速度信息的多传感融合技术手段,提出了多工况运动控制策略。研制了运输巷超前支护“转-运-支”一体样机,并进行地面测试,测试结果表明:无反复支撑超前支护智能控制系统可实现支架中心点及障碍物视觉识别、支架搬运小车自动行走及行程判断、支架自动偏移及旋转、支架自动抓取及升降功能;视觉识别传感器可实现支架架号编码识别、支架姿态、支护区域决策功能;实现了“行—抓—降—转—行—转—升—松—降”自动化作业流程,能够达到应用要求。 展开更多
关键词 综采工作面超前支护 无反复支撑 智能控制 多融合感知 智能感知
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搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力影响的数值模拟 被引量：1
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作者 井庆贺 曹富荣 +6 位作者 葛伦贵 王耀辉 胡兵 李靖宇 张笃学 于忠升 陈杰 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2023年第12期121-129,共9页
输送带接头区域钢丝绳的抽出力是衡量接头承载能力的重要指标。目前针对钢丝绳芯输送带接头的研究主要集中在接头的结构参数、硫化工艺及胶料的粘合性能,并没有指出搭接长度对接头承载能力的影响。为研究搭接长度对钢丝绳芯输送带接头... 输送带接头区域钢丝绳的抽出力是衡量接头承载能力的重要指标。目前针对钢丝绳芯输送带接头的研究主要集中在接头的结构参数、硫化工艺及胶料的粘合性能,并没有指出搭接长度对接头承载能力的影响。为研究搭接长度对钢丝绳芯输送带接头承载能力的影响,以st1250型钢丝绳芯输送带为研究对象,取输送带接头处单根钢丝绳部分建立接头模型,采用双线型内聚力模型模拟钢丝绳与橡胶的胶接状态,并通过切向拉剪试验与法向拉伸试验获得模型参数。将双线型内聚力模型与钢丝绳-橡胶接触界面相结合,对接头单根钢丝绳从橡胶中脱粘抽出的损伤演化过程进行仿真分析,发现接头损伤演化过程分为线性加载、损伤萌生、损伤扩展与完全失效4个阶段,且接头损伤失效曲线与双线型内聚力模型牵引力-位移曲线具有较好的一致性,验证了双线型内聚力模型可较好地模拟钢丝绳芯输送带接头损伤失效过程。对不同搭接长度的接头模型进行了仿真,得出搭接长度为350~750 mm时,随着搭接长度增大,接头刚度总体呈非线性增大,接头橡胶所受最大剪应力呈递减趋势,从而确定了接头搭接长度范围应控制在350~750 mm。对不同钢丝绳直径下搭接长度对接头承载能力的影响进行了仿真,结果表明:钢丝绳抽出力随搭接长度增大总体呈非线性递增;钢丝绳直径越大,接头钢丝绳抽出力随搭接长度增大的涨幅越大。拟合得到了不同钢丝绳直径下接头搭接长度与单根钢丝绳抽出力之间的函数关系,为不同承载能力要求下接头搭接长度的合理化选择提供了理论依据。 展开更多
关键词 钢丝绳芯输送带 接头 搭接长度 承载能力 内聚力模型 抽出力
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基于VR场景的锚杆(索)支护工隐患排查培训系统研究与应用
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作者 李宣东 王翀 +8 位作者 武永明 白磊 涂辉 方亚东 张洪清 戚永锋 赵清全 宋彦东 赵红泽 《中国煤炭》 2025年第8期104-111,共8页
在煤矿巷道开拓、掘进过程中,锚杆(索)支护是确保其安全开采的重要环节,支护工作中往往因人的不安全行为、物的不安全状态而存在大量的安全隐患。针对巷道支护过程中锚杆(索)支护隐患较多、设备姿态和动作的可视化程度低、人员培训不到... 在煤矿巷道开拓、掘进过程中,锚杆(索)支护是确保其安全开采的重要环节,支护工作中往往因人的不安全行为、物的不安全状态而存在大量的安全隐患。针对巷道支护过程中锚杆(索)支护隐患较多、设备姿态和动作的可视化程度低、人员培训不到位等问题,利用VR重构、相位算法除噪、数据一体化等关键技术,在锚杆(索)隐患排查业务需求及流程设计的基础上,构建巷道支护的真实场景,设计了基于VR场景的锚杆(索)支护工隐患排查培训系统。介绍了系统的总体架构设计,详细阐述了系统关键技术。经现场实际应用表明,基于VR场景建立的锚杆(索)支护隐患排查与培训系统培训内容针对性强、培训效果良好,能够提高支护工的安全隐患意识。 展开更多
关键词 锚杆(索)支护 隐患排查 VR场景 培训系统
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