【摘 要】
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随着5G通信、边缘计算、大数据和人工智能等技术在煤炭工业生产场景的应用,各类视频设备和功能系统急剧增多.为提高矿山安全生产的协同管控能力和智能决策水平,解决矿山各业务系统智能化程度低、深度信息感知能力差以及决策能力弱的问题,需要对具体生产场景下的视频结构化分析相关技术进行深入研究,构建跨场景的态势感知与协作、全流程的生产状态监控的智慧矿山生产视频结构化分析系统平台.建议从人、机、料、法、环5个维度融合分析矿山视频数据,通过场景认知和生产规则建模以应对复杂作业场景下业务场景识别的需求,对矿山生产业务及规则进
【机 构】
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徐州市智能安全与应急协同工程研究中心,江苏徐州221008;中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏徐州221008;中钢集团马鞍山矿山研究总院股份有限公司,安徽马鞍山243000;西安科技大学通信与信息
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随着5G通信、边缘计算、大数据和人工智能等技术在煤炭工业生产场景的应用,各类视频设备和功能系统急剧增多.为提高矿山安全生产的协同管控能力和智能决策水平,解决矿山各业务系统智能化程度低、深度信息感知能力差以及决策能力弱的问题,需要对具体生产场景下的视频结构化分析相关技术进行深入研究,构建跨场景的态势感知与协作、全流程的生产状态监控的智慧矿山生产视频结构化分析系统平台.建议从人、机、料、法、环5个维度融合分析矿山视频数据,通过场景认知和生产规则建模以应对复杂作业场景下业务场景识别的需求,对矿山生产业务及规则进行结构化特征建模,从时间、空间以及语义等方面对目标特征进行组合分析与分级索引,在云边协同技术架构下,让感知数据上行、规则模型下行,研发能够快速进行全系列结构化数据传递、全场景语义信息融合以及全流程生产风险管控的云边协同视频结构化分析平台,形成更加符合矿山工业形态的非结构化数据治理模式.在深入分析矿山安全生产需求和视频结构化分析技术特性的基础上,提出研究矿山作业场景视频结构化分析机制、矿山作业场景认知与规则建模技术、人员安全行为分析督导技术、设备状态视频监控联合分析技术、视频分析应急协同与联动技术等关键技术,对建立集人机督导和生产监控于一体的智慧矿山生产视频结构化分析系统,促进矿山安全生产系统由局部信息化、自动化向多系统协同智能化发展具有重要意义.
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为满足煤矿工作面智能精准开采对地质异常分布精准感知的需求,进一步提高工作面电磁波CT反演的精准性,提出了多源先验信息约束下的电磁波CT智能反演模型.在对工作面电磁波CT反演稀疏矩阵方程进行泛函优化转换的基础上,分析了基本遗传算法(Single Genetic Algorithm,SGA)的寻优进化机理,探讨了不同遗传参数对SGA智能算法搜索优化性能的影响,设计了基于多种群自适应遗传算法(Multi-population Adaptive Genetic Algorithm,MAGA)的工作面地质异常电磁波
煤矸石是采煤和洗煤过程产生的工业固体废弃物,其长期堆积造成的环境问题日益严重.将其制备成砂石骨料具有重要的环境和经济效益.以煤矸石为原料制备了煅烧煤矸石细骨料,通过XRD,FTIR和MAS NMR等测试方法系统探究了煅烧对煤矸石细骨料理化特性及其微结构的影响;对比研究了煤矸石细骨料砂浆和天然河砂砂浆的工作性能、力学性能、水吸附性能和干燥收缩性能;基于骨料特性分析了煅烧煤矸石细骨料改善砂浆性能的作用机制.结果 表明:煤矸石细骨料(CGFAraw)煤粉等杂质含量和棱角较多、强度低,以其制备的水泥砂浆28 d抗
煤炭地下气化是一种新的煤炭利用技术,具有安全、经济、环保等优势;然而,地下气化残渣的稳定性一直是人们关注的重点问题,也是地下气化技术应用的瓶颈问题之一.研究煤炭地下气化残渣中微量元素的化学形态对于理解残渣中微量元素的迁移和转化以及保护地下环境具有重要的意义.以乌兰察布褐煤为研究对象,制备了煤炭地下气化不同反应阶段的产物.采用逐级提取法研究了微量元素(Hg,F,Se,Zn,Pb,Ba)不同形态的分布.引入风险评价指数(Risk Assessment Code,RAC)评估了地下气化残渣中微量元素的危害级别.
气化燃空区的发育状况监测以及能量回收的评价对于实现高效的煤炭地下气化(UCG)以及气化过程的精确监测与控制十分重要.在人工煤层构建2种不同类型的气化通道模型(链接孔模型/同轴孔模型),依次进行3次大型UCG模拟实验,通过分层位温度监测法观察气化过程中燃烧带和燃空区的发育衍化,研究了不同的气化剂组成(O2,CO2,H2O等)、配比、流速等实验操作参数作用下对生成气化产物中煤气成分及热值的影响,同时建立了基于化学计量理论的能量回收评价方法,并评估整个地下气化过程的气化效率、煤炭消耗量与煤产气量等.研究结果表明
半焦的挥发分较低,燃烧过程中存在难燃、NOx产量高的缺点.在入炉燃烧前对其进行超细粉碎有效的改进方法.为研究低阶煤及其半焦的超细粉碎特性,利用管式炉制备神华烟煤、锡盟褐煤的干燥样品和700℃条件下的热解半焦.通过扫描电镜和X射线衍射仪进行微观理化特性表征,使用哈氏可磨仪和振动磨分别进行输入有限和过量能量条件下的破碎实验,采用激光粒度仪分析粒度分布规律,并结合分形理论研究破碎机理.微观理化分析显示,神华烟煤在热解过程中会出现热塑性阶段,产生了气泡状孔隙,锡盟褐煤的孔隙主要受脱水影响,无此阶段.相较于原煤,2
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为了研究风粉流动特性对煤粉燃烧的影响,以带预燃室的逆喷旋流燃烧器为对象,利用14 MW煤粉燃烧试验台架对逆向射流和直流2类进入方式进行热态台架研究.基于高温热电偶、烟气分析仪和高速摄像机3种测量手段,获取温度、组分体积分数、火焰形态尺寸数据,结合煤粉燃烧基础理论分析不同区域的燃烧过程,揭示了不同风粉流动特性下煤粉燃烧的差异.研究结果表明:风粉逆向射流和直流进入时,煤粉在预燃室内实现稳燃低氮,且避免高温腐蚀结渣现象,其差异为预燃室内煤粉燃烧份额及预燃室外火焰行程.在预燃室内,逆向射流的煤粉停留时间长,与旋流
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