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基于Transformer和自适应特征融合的矿井低照度图像亮度提升和细节增强方法

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煤炭科学技术 2024年第1期52卷 297-310页

作者：田子建吴佳奇张文琪陈伟周涛杨伟王帅中国矿业大学(北京)机电与信息工程学院北京100083 中国矿业大学计算机科学与技术学院江苏徐州221116 中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 国家矿山安全监察局内蒙古局内蒙古呼和浩特010010

高质量矿井影像为矿山安全生产提供保障,也有利于提高后续图像分析技术的性能。矿井影像受低照度环境的影响,易出现亮度低,照度不均,颜色失真,细节信息丢失严重等问题。针对上述问题,提出一种基于Transformer和自适应特征融合的矿井低... 详细信息

高质量矿井影像为矿山安全生产提供保障,也有利于提高后续图像分析技术的性能。矿井影像受低照度环境的影响,易出现亮度低,照度不均,颜色失真,细节信息丢失严重等问题。针对上述问题,提出一种基于Transformer和自适应特征融合的矿井低照度图像亮度提升和细节增强方法。基于生成对抗思想搭建生成对抗式主体模型框架,使用目标图像域而非单一参考图像驱动判别器监督生成器的训练,实现对低照度图像的充分增强;基于特征表示学习理论搭建特征编码器,将图像解耦为亮度分量和反射分量,避免图像增强过程中亮度与颜色特征相互影响从而导致颜色失真问题;设计CEM-Transformer Encoder通过捕获全局上下文关系和提取局部区域特征,能够充分提升整体图像亮度并消除局部区域照度不均;在反射分量增强过程中,使用结合CEM-Cross-Transformer Encoder的跳跃连接将低级特征与深层网络处特征进行自适应融合,能够有效避免细节特征丢失,并在编码网络中添加ECA-Net,提高浅层网络的特征提取效率。制作矿井低照度图像数据集为矿井低照度图像增强任务提供数据资源。试验显示,在矿井低照度图像数据集和公共数据集中,与5种先进的低照度图像增强算法相比,该算法增强图像的质量指标PSNR、SSIM、VIF平均提高了16.564%,10.998%,16.226%和14.438%,10.888%,14.948%,证明该算法能够有效提升整体图像亮度,消除照度不均,避免颜色失真和细节丢失,实现矿井低照度图像增强。

关键词：图像增强图像识别生成对抗网络特征解耦 Transformer

基于加权豪斯多夫距离的牙轮钻机实时穿孔定位

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控制工程 2024年

作者：李萍丰徐步峰张万忠乔景慧黄湛强唐韫泽沈阳工业大学机械工程学院非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室(肇庆) 2. 宏大爆破工程集团有限责任公司

露天矿山的牙轮钻机穿孔时存在定位精度和效率低问题，开发了牙轮钻机GNSS导航和视觉定位系统。但炮孔标注难度较大，不利于目标定位网络的训练，导致炮孔定位精度较低，提出基于加权豪斯多夫距离的联合损失监督训练得到PSPNet(WHD)目... 详细信息

露天矿山的牙轮钻机穿孔时存在定位精度和效率低问题，开发了牙轮钻机GNSS导航和视觉定位系统。但炮孔标注难度较大，不利于目标定位网络的训练，导致炮孔定位精度较低，提出基于加权豪斯多夫距离的联合损失监督训练得到PSPNet(WHD)目标定位网络，只需对目标坐标点进行标注，摆脱了对标注框的依赖并提高了定位精度与稳定性。采用粒子群优化算法(PSO)优化支持向量机模型的参数，利用PSPNet(WHD)与孔深定位信息，对GNSS导航系统进行视觉定位补偿。实验结果表明，在x、y、z方向上的误差小于0.2mm，提高了导航定位精度和稳定性，提升了矿山的爆破质量。

关键词：牙轮钻机平面定位加权豪斯多夫距离误差补偿粒子群优化算法

玄武岩矿化封存CO机理及储层演化特性研究进展

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成都理工大学学报(自然科学版) 2024年

作者：刘云乾廖志伟丁海甘泉方惠京罗永江陈强安徽省煤田地质局勘查研究院重庆大学资源与安全学院煤矿灾害动力学与控制全国重点实验室

随着全球气候变暖的不断加剧，以及中国“双碳”目标的提出，降低CO2排放迫在眉睫。作为最有前景的CO2地质封存技术之一，玄武岩矿化封存研究备受关注。为掌握该技术最新进展，推动我国在该领域的发展，拟从玄武岩地质特征、玄武岩-CO2... 详细信息

随着全球气候变暖的不断加剧，以及中国“双碳”目标的提出，降低CO2排放迫在眉睫。作为最有前景的CO2地质封存技术之一，玄武岩矿化封存研究备受关注。为掌握该技术最新进展，推动我国在该领域的发展，拟从玄武岩地质特征、玄武岩-CO2矿化机理、储层物性演化等方面开展现状调研，并对国内部分玄武岩分布地区进行了封存潜力初步估算。本次研究指出玄武岩原始矿物组分、孔渗特性等地质差异特征对矿化封存过程具有重要影响，但目前针对该过程中储层物性演化特征还不甚清晰，CO2注入后矿化封存机理及多尺度流体运移规律表征理论模型、手段和技术尚待进一步完善。估算结果表明，中国玄武岩分布广泛，尤其以具有良好源储配置和巨量体积的峨眉山玄武岩具有最大区域封存潜力。

关键词：二氧化碳玄武岩矿化封存机理储层演化潜力估算

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瓦斯气体水合固化作用影响因素分析

煤炭工程 2024年第4期56卷 138-143页

作者：谢军姜安琪付伟赵贺春王法铨陈军山东科技大学安全与环境工程学院山东青岛266590 兖矿能源有限公司东滩煤矿山东邹城273500

瓦斯与水的水合作用可以促使煤层中的瓦斯气体以水合物的形态固化于煤层之中,为研究外在条件对瓦斯水合物生成的影响,自主搭建了静态水合物合成实验装置,开展了瓦斯水合作用实验,分别考察了促进剂添加量、初始压力对瓦斯水合作用的影响... 详细信息

瓦斯与水的水合作用可以促使煤层中的瓦斯气体以水合物的形态固化于煤层之中,为研究外在条件对瓦斯水合物生成的影响,自主搭建了静态水合物合成实验装置,开展了瓦斯水合作用实验,分别考察了促进剂添加量、初始压力对瓦斯水合作用的影响规律,分析了促进剂、初始压力对瓦斯水合物生成促进作用机理。结果表明:促进剂的添加有效增加了水合作用效果但却存在极限浓度,当促进剂浓度介于3 wt%-8.7 wt%时会促进水合作用的进行,浓度达到8.7 wt%时作用效果最佳,而当促进剂浓度在14.4 wt%时,则会减缓水合作用进程;初始压力与水合作用效果呈正相关关系,初始压力越高水合作用的速率越快,水合作用时间越长;通过对反应余气中甲烷组分的监测表明,促进剂和初始压力能够改变水合作用的进程,对于瓦斯水合固化效果起着决定性的作用。

关键词：煤与瓦斯突出瓦斯水合作用促进剂浓度初始压力

山西省应急管理厅山西省地方煤矿安全监督管理局关于印发《煤矿自救器管理办法(试行)》的通知(晋应急规发[2024]1号)

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山西省人民政府公报 2024年第3期 28-31页

作者：无山西省应急管理厅山西省地方煤矿安全监督管理局

各市应急管理局、各省属煤炭集团:为进一步规范全省煤矿自救器管理工作,山西省应急管理厅制定了《煤矿自救器管理办法(试行)》,已经厅长办公会审议通过,现予印发,请遵照执行。2024年1月2日(此件公开发布)煤矿自救器管理办法(试行)第一... 详细信息

各市应急管理局、各省属煤炭集团:为进一步规范全省煤矿自救器管理工作,山西省应急管理厅制定了《煤矿自救器管理办法(试行)》,已经厅长办公会审议通过,现予印发,请遵照执行。2024年1月2日(此件公开发布)煤矿自救器管理办法(试行)第一章总则第一条为了加强全省煤矿自救器的使用管理,提高井下突发灾害事故时作业人员的自救能力,确保作业人员的生命安全,根据《煤矿安全规程》《矿井通风安全装备配置标准》(GB/T50518—2020)和《煤矿用自救器》(GB24502—2023),特制定本办法。

关键词：自救器自救能力煤炭集团装备配置应急管理煤矿安全公开发布矿井通风安全

基于复合探测的空区群精细化建模与稳定性分析

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中国矿山工程 2024年第3期53卷 7-11,37页

作者：刘建东冯盼学孙巨峰应急管理部信息研究院北京100029 煤矿安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室北京100029 矿冶科技集团有限公司北京100160 新疆有色金属工业集团稀有金属有限责任公司新疆阿勒泰836302

根据矿山采空区赋存特征,采用三维激光扫描和瞬变电磁法分别对明、盲采空区进行探测,获得了空区群的精细化三维模型,在此基础上建立三维数值计算模型开展采空区稳定性数值模拟,分析了6#剖面内采空区开挖后最大主应力、最小主应力、塑性... 详细信息

根据矿山采空区赋存特征,采用三维激光扫描和瞬变电磁法分别对明、盲采空区进行探测,获得了空区群的精细化三维模型,在此基础上建立三维数值计算模型开展采空区稳定性数值模拟,分析了6#剖面内采空区开挖后最大主应力、最小主应力、塑性区、应力强度比分布情况以及各监测点位移随计算时步变化规律。结果表明:6#剖面内岩体最大主应力为-0.25~-3.9 MPa,最小主应力为0.29~-0.50 MPa,采空区与巷道间矿柱内应力强度比≥1.64,巷道整体稳定性较好,采空区稳定性相对较差。研究方法与成果为同类条件下隐蔽采空区探测和治理提供了有益借鉴。

关键词：空区群瞬变电磁法三维激光扫描数值模拟稳定性分析

冲击压缩载荷作用下损伤砂岩的动态能量演化及破碎特征

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Applied Geophysics 2024年第2期21卷 232-245,418,419页

作者：郑强强钱佳威李萍丰殷志强赵桓庭安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 非煤露天矿山安全智能开采国家矿山安全监察局重点实验室广东肇庆526530 河海大学海洋学院江苏南京210024 中国科学技术大学地球和空间科学学院安徽合肥230026 安徽至博光电科技股份有限公司安徽合肥230088 宏大爆破工程集团有限公司湖南长沙410011

开挖和构造运动等外部扰动使岩体处于不同程度的损伤状态,损伤岩体内缺陷的产状、密度和大小与预制裂隙岩体存在显著的差异。本研究基于Weibull分布,分析了冲击载荷作用下损伤岩体的耗能密度增长率与静态损伤因子之间的理论关系,并通过... 详细信息

开挖和构造运动等外部扰动使岩体处于不同程度的损伤状态,损伤岩体内缺陷的产状、密度和大小与预制裂隙岩体存在显著的差异。本研究基于Weibull分布,分析了冲击载荷作用下损伤岩体的耗能密度增长率与静态损伤因子之间的理论关系,并通过室内试验开展验证。采用不同上限静态预压后使砂岩处于不同程度的损伤状态,并用CT成像进行验证。然后,利用高速摄像机和几何分形技术探究了不同驱动压力作用下不同损伤砂岩的破裂过程和破碎特征。实验结果验证了耗能密度增长率关于静态损伤因子的函数关系式服从Weibull分布,耗能密度增长率随着损伤因子的增加逐渐增大;随着砂岩损伤程度或驱动压力的增加,破碎岩块的数量和破碎程度都增加。这些研究成果扩展了岩石动力学理论,验证了冲击载荷下损伤砂岩的能量演化、破裂过程和碎裂特征,还为动力灾害显现下岩体的风险解危提供了参考。

关键词：损伤岩石能量演化破碎特征动力响应

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充填料浆制备浓度前馈调控工艺及技术途径

中国矿山工程 2024年第1期53卷 36-40页

作者：朱瑞军李立涛夏长念陈庆刚张海胜郝硕中国恩菲工程技术有限公司北京100038 金属矿膏体充填安全绿色开采国家矿山安全监察局重点实验室北京100038

本文总结分析了常见充填料浆制备浓度控制系统现状与问题,提出了基于搅拌扭矩信号的充填料浆制备浓度前馈调控工艺,并详细阐述了其技术实现途径,以期为矿山大规模大流量充填料浆稳定制备提供指导和借鉴。

关键词：制备浓度前馈调控实现途径浓度表征

近距离重复采动底板微震动态演化特征与危险性评价

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煤炭科学技术 2024年

作者：贾靖周金艳牛清华冀中能源集团有限责任公司矿井水害探测与防控国家矿山安全监察局重点实验室河北煤炭科学研究院有限公司河北省矿井微震重点实验室河北省煤炭地下气化研究中心

底板水害防治是煤矿安全工作的重中之重。相对于单层煤回采底板水害预测、防控，当前对近距离煤层组重复采动研究相对较少，上下煤层间距小，且重复采动会造成顶底板岩体的二次叠加破坏，增加了防治水难度。论文以平煤十矿33200工作面... 详细信息

底板水害防治是煤矿安全工作的重中之重。相对于单层煤回采底板水害预测、防控，当前对近距离煤层组重复采动研究相对较少，上下煤层间距小，且重复采动会造成顶底板岩体的二次叠加破坏，增加了防治水难度。论文以平煤十矿33200工作面为例，分析了下煤层重复采动引起的微震事件空间、能量分布与大量数据统计规律，总结近距离煤层组重复采动下底板微震活动特征，并运用熵权法提出底板突水危险性评价体系，研究成果与现场吻合。研究表明：（1）基于微震时空演化规律分析，提出煤层底板警戒层及其判定条件，该层及其以深事件的发生是强含水层受到扰动的信号，与水运动、构造活化等显著相关，是微震捕捉突水发生的重要前兆信息，可提高水害预警精度。（2）近距离下煤层重复采动中，在上煤层出水位置、水量增大位置、深部原生损伤区等重要节点，后方影响区、超前影响区、底板破坏深度等微震监测指标响应特征明显，可从平面、垂向上呈现底板岩层受采动影响下裂隙产生、扩展的范围。（3）以微震事件活动性双因子、空间分布双因子、破裂尺度因子等为核心，综合了多种底板突水影响因素，运用熵权法构建了重复采动底板突水危险性量化评价体系，实践证明与现场有良好的一致性。该研究可为近距离煤层组重复采动作用下底板损伤破裂突水通道分析提供理论和数据基础，为确定重复采动底板破坏深度和评估底板突水风险提供新思路，并有利于提升微震监测在煤矿底板水害预测预报的准确性，从而保障工作面安全高效生产。

关键词：重复采动微震警戒层后方影响区底板破坏深度