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基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法

孙继平 程继杰 王云泉

孙继平,程继杰,王云泉. 基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法[J]. 工矿自动化,2022,48(11):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18042
引用本文: 孙继平,程继杰,王云泉. 基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法[J]. 工矿自动化,2022,48(11):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18042
SUN Jiping, CHENG Jijie, WANG Yunquan. Coal mine rock burst and coal and gas outburst perception alarm method based on color image[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(11):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18042
Citation: SUN Jiping, CHENG Jijie, WANG Yunquan. Coal mine rock burst and coal and gas outburst perception alarm method based on color image[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(11):1-5.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18042

基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.18042
基金项目: 国家重点研发计划资助项目(2016YFC0801800)。
详细信息
    作者简介:

    孙继平(1958—),男,山西翼城人,教授,博士,博士研究生导师,中国矿业大学(北京)原副校长;获国家科技进步奖和技术发明奖二等奖4项(第1完成人3项);作为第1完成人获省部级科技进步特等奖和一等奖8项;作为第1完成人主持制定中华人民共和国煤炭行业、安全生产行业和能源行业标准38项;作为第1发明人获国家授权发明专利100余件;主持制定《煤矿安全规程》第十一章“监控与通信”;作为第1作者或独立完成著作12部;被SCI和EI检索的第1作者或独立完成论文90余篇;作为国务院煤矿事故调查专家组组长参加了10起煤矿特别重大事故调查工作;E-mail:sjp@cumtb.edu.cn

  • 中图分类号: TD324/712.7

Coal mine rock burst and coal and gas outburst perception alarm method based on color image

  • 摘要: 分析了冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出煤岩的图像特征:① 冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出的煤岩主要是黑色,但煤矿井下设备一般不是黑色,因此,可利用非黑色矿用设备作为背景,采用彩色摄像机识别煤岩。② 正常落煤速度、采煤机和掘进机等设备移动速度、井下人员和车辆移动速度远小于冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出的煤岩速度,因此,可根据速度特征,排除正常落煤、采煤机和掘进机等设备移动、井下人员和车辆移动的干扰。③ 瓦斯和煤尘爆炸也会造成巷道中物体短时速度较高,并伴有高亮,但冲击地压和煤与瓦斯突出不会产生高亮,因此,可根据图像平均亮度,排除瓦斯和煤尘爆炸的干扰。提出了彩色摄像机设置方法:掘进工作面摄像机宜设置在掘进巷道顶板或掘进巷道两帮靠近顶板位置;回采工作面摄像机宜设置在液压支架顶部。提出了基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:① 在掘进巷道顶板或掘进巷道两帮靠近顶板位置、回采工作面液压支架顶部,以非黑色矿用设备为背景,设置具有补光灯的彩色摄像机。② 监测识别彩色图像颜色是否发生较大变化。③ 若图像颜色发生较大变化,则进行图像平均亮度识别,否则继续监测识别图像颜色变化。④ 若图像平均亮度小于设定的亮度阈值,则识别导致图像颜色发生较大变化的物体的移动速度,否则继续监测识别图像颜色变化。⑤ 若物体移动速度大于设定的速度阈值,则对监视区域内甲烷浓度进行判别,否则继续监测识别图像颜色变化。⑥ 若甲烷浓度迅速升高或达到报警值,则进行煤与瓦斯突出报警,否则进行冲击地压报警。该方法具有非接触、监测范围广、成本低、使用维护方便等优点。

     

  • 图  1  掘进工作面摄像机设置

    Figure  1.  Setting of camera at heading face

    图  2  回采工作面摄像机设置

    Figure  2.  Setting of camera at coal working face

    图  3  基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法流程

    Figure  3.  Flow of perception and alarm method of coal mine rock burst and coal and gas outburst based on color image

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出版历程
  • 收稿日期:  2022-10-11
  • 修回日期:  2022-11-06
  • 网络出版日期:  2022-11-21

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