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基于卷积神经网络的矿用安全帽佩戴检测

工矿自动化 2024年第S1期 82-87页

作者：韩忠利国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部

传统的安全帽佩戴检测方式存在浪费人力、环境适应性差等问题，同时，实际应用中的安全帽佩戴检测需结合人体检测来进行，只有检测出戴在头上的安全帽才算符合要求，因此，需要先找出监控图像或画面中煤矿工作人员的人脸位置，再根据人... 详细信息

传统的安全帽佩戴检测方式存在浪费人力、环境适应性差等问题，同时，实际应用中的安全帽佩戴检测需结合人体检测来进行，只有检测出戴在头上的安全帽才算符合要求，因此，需要先找出监控图像或画面中煤矿工作人员的人脸位置，再根据人脸的位置识别出人脸上方的安全帽。提出了一种基于卷积神经网络的矿用安全帽佩戴检测模型：基于Faster R-CNN网络进行改进，将VGG16作为特征提取的主干网络；为了更好地对重叠目标进行检测，使用Soft NMS方法代替原本的NMS算法对冗余的候选框进行删除，构建了符合煤矿生产需求的安全帽佩戴检测模型。实验结果表明，提出的模型算法在平均检测精度上明显优于其他现有检测算法；在召回率方面，提出的模型算法比Faster R-CNN高出3%,查全效果明显提高；与原Faster R-CNN算法相比，模型运算速度提升了23帧/s。相较其他模型，提出的模型在检测精度、运算速度上均取得良好效果，满足煤矿智能化建设所要求的部署与应用要求。

关键词：安全帽检测卷积神经网络 Faster R-CNN 煤矿安全目标检测

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首套流化床甲醇制丙烯装置工艺优化

煤炭科学技术 2024年第4期52卷 359-367页

作者：董国亮柳宏伟温彦博杨云斌董永忠李旭升王吉平沈有强华亭煤业集团有限责任公司甘肃华亭744100

为了顺利完成首套流化床甲醇制丙烯FMTP工业示范装置投料试车。通过对采用大连化物所甲醇制烯烃DMTO技术、中石化甲醇制烯烃SMTO技术、神华集团甲醇制烯烃SHMTO技术和甲醇制丙烯MTP技术的同类型企业考察和技术交流,经过与FMTP工艺技术... 详细信息

为了顺利完成首套流化床甲醇制丙烯FMTP工业示范装置投料试车。通过对采用大连化物所甲醇制烯烃DMTO技术、中石化甲醇制烯烃SMTO技术、神华集团甲醇制烯烃SHMTO技术和甲醇制丙烯MTP技术的同类型企业考察和技术交流,经过与FMTP工艺技术对比分析,发现原FMTP装置催化剂回收系统、三器之间催化剂循环管道、洗涤水换热系统、余热回收系统和反应器测量仪表系统在设计方面存在不足。根据同行业装置建设和运行经验,废催化剂回收系统设计改造锁斗回收系统,催化剂循环管线优化改造为提升管加法兰管帽,洗涤水换热器优化改造二甲苯清洗系统,余热回收设备优化改造蒸汽自动吹灰系统,反应器测量仪表优化改造反吹系统。经过上述工艺优化,催化剂回收系统解析气中可燃气含量显著降低,且避免催化剂粘黏结块;三器之间催化剂循环管线优化设计提升管、提升管顶部设计缓冲管加管帽,在装置运行期间三器之间的催化剂流通顺畅,反应器待生催化剂循环量、待生管温度、待生管密度、待生管压力指标接近或达到设计指标;启动二甲苯清洗系统对堵塞的换热器进行化学冲洗,换热器清洗效果明显;自动蒸汽吹灰系统投运后,余热回收系统效率显著提高;反应器仪表反吹风优化为工艺气后避免惰性组分对分离工艺影响。FMTP装置在四次试车过程中上述系统运行平稳,为装置长周期安全稳定运行奠定基础。

关键词：流化床甲醇烯烃流化床甲醇制丙烯

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煤矿井下巷道行驶车辆车前障碍物检测方法研究

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矿业安全与环保 2024年第1期51卷 168-174页

作者：闫明伟国能榆林能源有限责任公司、青龙寺煤矿分公司陕西榆林719408

为了解决巷道内运输车辆在行驶过程中对障碍物的检测易受到光照条件影响的问题,提出了一种基于图像增强的障碍物检测方法。该方法先利用VOC数据集格式制作井下车辆行驶过程中的障碍物数据集,然后利用MSR(Multi Scale Retinex)算法对井... 详细信息

为了解决巷道内运输车辆在行驶过程中对障碍物的检测易受到光照条件影响的问题,提出了一种基于图像增强的障碍物检测方法。该方法先利用VOC数据集格式制作井下车辆行驶过程中的障碍物数据集,然后利用MSR(Multi Scale Retinex)算法对井下采集到的低照度图像进行增强;通过改进CenterNet网络,设计了ResNetBN-18轻量级网络,再基于改进后的CenterNet目标检测算法训练数据集,最后实现对井下运输车辆车前障碍物的准确检测。实验结果表明,改进后的检测模型保持了原网络的高实时性,检测精度比原网络提高了10.1%,帧率提高了6.7%。

关键词：井下运输车辆低照度障碍物检测 CenterNet网络

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基于TDOA/TOF混合技术的井下人员及车辆定位

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工矿自动化 2024年第S1期 39-42页

作者：袁建文国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部

UWB定位技术在定位精度、安全性、穿透性、抗干扰性、功耗和成本等方面具有优势，迅速成为主流定位技术之一。单一使用TDOA技术进行定位，对时间同步的精准性具有较高要求，跨组算法复杂，抗干扰性相比TOF差；单一使用TOF技术进行定位... 详细信息

UWB定位技术在定位精度、安全性、穿透性、抗干扰性、功耗和成本等方面具有优势，迅速成为主流定位技术之一。单一使用TDOA技术进行定位，对时间同步的精准性具有较高要求，跨组算法复杂，抗干扰性相比TOF差；单一使用TOF技术进行定位，标签能耗大、时钟漂移，相比TDOA时延较大。利用TDOA测距的快速性和TOF定位精度的优势，基于TOF/TDOA的UWB混合定位方法，提出了一种井下人员及车辆精确定位管理系统。该定位系统运行稳定，可靠性高，井下信号覆盖范围广，既能对入井人员、车辆信息进行验证，又能对其进行实时定位，静止目标定位精度可达±30 cm(无遮挡),有效解决了井下定位稳定性差、精度差的难题，为煤矿井下人员、车辆提供了安全保障。

关键词：井下人定位 UWB TDOA TOF 混合定位

基于EMD-LSTM的DAS系统巷道安全监测方法

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工矿自动化 2024年第S1期 21-24+28页

作者：丁剑明国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部

煤岩体的应力分布不均衡是造成巷道煤岩体坍塌的主要原因。实时了解和预测煤岩体安全性对保障煤矿安全生产和矿工生命安全具有重大意义。LSTM模型为光纤扰动预测提供了合适的技术方法，但光纤传感技术中后向瑞利散射信号具有非平稳特性... 详细信息

煤岩体的应力分布不均衡是造成巷道煤岩体坍塌的主要原因。实时了解和预测煤岩体安全性对保障煤矿安全生产和矿工生命安全具有重大意义。LSTM模型为光纤扰动预测提供了合适的技术方法，但光纤传感技术中后向瑞利散射信号具有非平稳特性，增加了预测难度。针对扰动预测精度低的问题，提出了一种基于EMD-LSTM的DAS系统巷道安全监测方法，以提高信号预测精度。使用EMD技术将解调信号分解成若干相对稳定的子序列，然后利用LSTM建模，通过多次迭代方式获得准确的预测结果。实验结果表明，该方法在保持实时性的同时，定位预测成功率达95%,预测解调信号波形失真度仅为0.035,较BP神经网络具有更优的综合性能和异常噪声数据消除效果，实现了精准预测，推动了DAS系统在结构检测中的实用化进程。

关键词：巷道安全监测光纤传感 DAS系统 EMD LSTM

基于ITLBO-AFSA优化FCM算法的矿井图像增强

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工矿自动化 2024年第S1期 25-28页

作者：王泰基国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部

煤矿视频监控技术是煤矿开采安全生产的重要组成部分，而监控图像的质量直接决定监控识别结果的有效性。为解决煤矿井下视频图像模糊、对比度低、细节不够清晰等问题，增强图像目标分割效果，对传统教学算法进行改进，提出了一种混合改... 详细信息

煤矿视频监控技术是煤矿开采安全生产的重要组成部分，而监控图像的质量直接决定监控识别结果的有效性。为解决煤矿井下视频图像模糊、对比度低、细节不够清晰等问题，增强图像目标分割效果，对传统教学算法进行改进，提出了一种混合改进教学算法，并将其与人工鱼群算法融合，形成一种基于混合改进教学算法的人工鱼群算法(ITLBO-AFSA)。通过调整学习策略、优化算法参数，对传统人工鱼算法进行改进，并将经该算法图像增强后的结果用于模糊C均值算法(FCM)图像分割。实验结果表明，ITLBO-AFSA与标准FCM算法分割、AFSA＿FCM算法相比，划分系数分别提升了7%,3%左右；划分熵值各下降了57%,10%左右；图像分割正确率分别提升了10%,7%;与标准FCM算法和AFSA＿FCM算法相比，ITLBO-AFSA取得最优结果所用迭代次数最少，收敛速度最快，聚类效果最好，可以有效避免陷入局部最大化。

关键词：矿井图像增强图像分割模糊C均值人工鱼群算法改进教学算法

基于NSGA—Ⅱ的矿车复合制动多目标优化控制分析

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工矿自动化 2024年第S1期 156-160页

作者：于海龙国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部

矿车是煤矿、采石场和建筑工地等重型工业领域的主要运输工具之一，目前矿车制动系统大多采用约束控制的模式对制动转矩进行分配，虽然利用这种处理模式能够改善制动回收性能，但相对实际制动工况具有较大偏差以调节前后轴的制动力。针... 详细信息

矿车是煤矿、采石场和建筑工地等重型工业领域的主要运输工具之一，目前矿车制动系统大多采用约束控制的模式对制动转矩进行分配，虽然利用这种处理模式能够改善制动回收性能，但相对实际制动工况具有较大偏差以调节前后轴的制动力。针对上述问题，设计了一种基于非支配排序遗传算法Ⅱ(NSGA-Ⅱ)的矿车复合制动多目标优化控制策略。该策略考虑矿车制动过程造成的干扰，按照多目标优化的方式获得不同状态下的决策最优参数，实现复合制动转矩分配并建立帕累托(Pareto)解集；利用优化后的理想解法实施决策，可确定最佳输出参数，获得与制动需求相符的转矩分配结果；同时，设计了模糊控制器，实现了矿车制动能量的高效回收。通过开展控制策略转矩分配仿真分析可知，进行决策分析时，利用基于NSGA-Ⅱ的矿车复合制动多目标优化控制策略能够回收更高比例的制动能量，促进制动回收性能的明显提升，在较低强度制动下获得更优的制动能量回收效果，相对单独的模糊控制策略具备更优综合性能，完成预期制动力的分配。

关键词： NSGA-Ⅱ算法矿车复合制动多目标优化模糊控制

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顶板围岩动态活动机理及监测研究

工矿自动化 2024年第S1期 92-95+103页

作者：王子明李彦鹏国能神东煤炭集团有限责任公司机电管理部

煤矿巷道顶板围岩动态活动机理及监测方法的研究对煤矿安全生产具有重要意义。通过对围岩动态活动机理的深入研究和监测方法探讨，可以有效预防煤矿中的动力灾害，确保矿井生产和矿工生命安全。从安全的角度出发，分析了煤炭开采过程中... 详细信息

煤矿巷道顶板围岩动态活动机理及监测方法的研究对煤矿安全生产具有重要意义。通过对围岩动态活动机理的深入研究和监测方法探讨，可以有效预防煤矿中的动力灾害，确保矿井生产和矿工生命安全。从安全的角度出发，分析了煤炭开采过程中的地层力学行为、微震信号生成机制、磁辐射机制等原理，对围岩压力变化的动态分布进行讨论，总结了压磁监测的研究现状及未来研究重点，设计了巷道顶底板移近量监测系统，以监测和预防煤岩顶底板动态灾害发生。

关键词：围岩动态监测微震监测磁法监测顶底板移近量监测

深层煤岩气水平井各段产出贡献及其主控因素——以鄂尔多斯盆地东缘大宁-吉县区块为例

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天然气工业 2024年第10期44卷 80-92页

作者：闫霞熊先钺李曙光黄力王峰孙雪冬郭乐乐冯延青中联煤层气国家工程研究中心有限责任公司北京市100028 中石油煤层气有限责任公司

在“双碳”目标背景下,实现深层煤岩气高效开发、甲烷管控或近零排放具有极其重要的战略意义。但深层煤岩气水平井各段产出贡献不清、主控因素不明,制约了煤层气单井产能提升和降本增效。为此,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块为例,通... 详细信息

在“双碳”目标背景下,实现深层煤岩气高效开发、甲烷管控或近零排放具有极其重要的战略意义。但深层煤岩气水平井各段产出贡献不清、主控因素不明,制约了煤层气单井产能提升和降本增效。为此,以鄂尔多斯盆地东缘大宁—吉县区块为例,通过示踪剂监测技术,获得了深层煤岩气水平井各段差异认识,提出了基于深层煤岩气地质—工程甜点系数的模型构建方法、“黑金”靶体和地质—工程甜点分类评价标准,构建了沿水平井地质—工程甜点模型,提取了11项地质因素和10项工程因素开展“定性+定量”评价,明确了深层煤岩气水平井各段产出贡献的主控因素。研究结果表明:①深层煤岩气水平井各井段的产出差异大,各井段产气量贡献率介于2.2%~25.3%,同一口井各井段产气量差异最高达11.5倍。②明确了影响水平井各井段产出主控因素是钻遇Ⅰ、Ⅱ类地质—工程甜点情况和压裂改造规模;钻遇Ⅰ类和Ⅱ类甜点井段长度占水平井长度的63.7%,其中采用相对更高规模压裂设计的Ⅰ、Ⅱ类甜点段仅占37.5%,却贡献了单井59.2%的累计产气量。③影响高产段的离散型因素,裂缝形态以均匀缝为主;构造曲率以正曲率和零曲率为主;煤岩类型以光亮煤和半亮煤为主。④利用斯皮尔曼相关系数法、层次分析法和梯度提升树法定量确定的主控因素,与基于甜点模型得到的认识一致。结论认为,研究成果为深层煤岩气水平井甜点评价、“黑金”靶体钻遇率提高、压裂段簇差异化设计、施工方案优化等方面提供了新认识、新方法和新思路。

关键词：鄂尔多斯盆地深层煤岩气水平井示踪剂监测产出剖面主控因素甜点煤层气

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