综采工作面煤壁片帮识别关键技术研究

发布时间：2019-09-22 02:14

【摘要】：煤壁片帮是综采工作面常见的危害之一,它的发生会导致液压支架泄漏以及支架结构件损坏,片帮量过大会导致工作面刮板输送机负载突变,损坏驱动电机,威胁采区电网稳定性,影响整个综采工作面的生产安全。本文以识别煤壁片帮为目标,研究了基于机器视觉的综采工作面煤壁片帮识别关键技术,提出了综采工作面监控图像增强方法与煤壁片帮特征分析方法,实现了煤壁片帮危害程度评估。主要工作及研究内容如下:(1)针对综采工作面煤壁片帮监控图像质量差的问题,提出了基于双边滤波和单尺度Retinex的混合图像增强算法。实验结果表明:混合图像增强算法对综采工作面监控图像的增强效果在主观效果、对比度与信息熵方面较同态滤波、直方图均衡等常规方法更优,更适用于综采工作面监控图像增强。(2)建立了煤壁片帮特征分析体系,选取了片帮时间、片帮面积、片帮区域高度和片帮中心高度4个煤壁片帮特征指标,给出了煤壁片帮特征分析方法,实现了基于背景差分法的煤壁片帮特征分析。仿真结果表明:分析所得特征的误差较小,可为下一步煤壁片帮危害程度评估提供依据。(3)确定了安全、轻微、中等和严重四个煤壁片帮危害程度,研究了基于支持向量机(SVM)的煤壁片帮危害程度评估方法,并与BP神经网络、人工免疫算法进行对比。仿真结果表明:在煤壁片帮样本较少的情况下,SVM评估正确率高于BP神经网络、人工免疫算法。(4)搭建煤壁片帮识别模拟实验平台,对混合图像增强算法、煤壁片帮特征分析方法和煤壁片帮危害程度评估方法进行了验证,结果表明:在不同光照、雾化、灰尘环境下,混合图像增强算法可改善煤壁片帮图像质量,降低煤壁片帮特征平均误差,提升煤壁片帮危害程度评估正确率13.3%,算法耗时稍有增加。
【图文】：

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硕士学位论文否安全连续生产直接影响着实际开采效率和企业经济效益[8,9]。综层的整层开采，使厚煤层的储量优势得以充分发挥，对煤层厚度大，，难以合理分层的情况，采用综采可增加煤炭资源回收率[10-12]。上，我国开始研究厚煤层综采技术，经过近几十年的努力，我国厚采技术得到了进一步的发展[13]。目前，综采己成为我国厚煤层开采法，表现出突出的高产高效优势，成为实现高效集约化生产的重要

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(c) 综采工作面区域片帮图 1-2 综采工作面煤壁片帮冒顶2 Rib spalling and roof fall on the fully mechanized coal m于机器视觉的综采工作面煤壁片帮识别作为研供安全支撑。现状(Research Status)防治的研究现状煤壁片帮防治技术进行了相关研究，德国、法国进行了相关研究[24]。Young 提出了润湿方程，治煤壁片帮，为通过煤层注水防治煤壁片帮奠了两区约束理论，防止煤壁塑性变形[25]；Lika煤壁片帮形成机理[26]；Bhaskaran 等人进行了煤等人建立了易碎煤壁的数值模型[28]。煤壁片帮防治与控制研究主要分为四个方面：减
【学位授予单位】：中国矿业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TD355.4;TP391.41

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