摘要：红外辐射可反映煤岩受载破坏情况,用于监测和预防煤岩动力灾害,但红外热像仪生成的红外热像图像素分辨率低、噪声较大,导致检测结果受主观因素影响较大,无法准确识别煤体损伤区域。将深度学习和红外热像结合进行无损检测已成为趋势,但目前结合深度学习和红外热像对煤体受载破坏进行识别检测的研究相对较少。针对上述问题,提出一种基于多尺度通道注意力模块(MS-CAM)U-Net模型的煤体红外热像异常区域分割方法。在传统U-Net模型的编码器中引入MS-CAM,设计了基于MS-CAM的U-Net模型结构,使模型在关注煤体红外热像异常区域显著特征的同时,还关注异常区域小目标特征,以提高异常区域分割精度。为降低煤体红外热像数据集匮乏对模型准确率和适用性的影响,对创建的煤体红外热像数据集进行数据增强操作,并采用MS COCO数据集对基于MS-CAM的U-Net模型进行预训练,再采用煤体红外热像数据集训练,得出最终网络权重。实验结果表明,该方法可有效分割煤体红外热像异常区域,精确率、F1分数、Dice系数和平均交并比分别为94.75%,94.94%,94.65%,90.03%,均优于Deeplab模型、U-Net模型和基于SENet注意力机制的U-Net模型。

摘要：矿山信息化建设在经历了单机自动化、综合自动化、数字矿山几个阶段之后,在物联网、人工智能、大数据技术的推动下,正朝着矿山智能化和智慧矿山的方向发展。以数字孪生技术为核心,围绕矿山生产场景和智能装备的知识服务体系是智慧矿山下一步需要重点研究的方向。首先回顾了矿山信息化技术的发展,然后分析了智慧矿山的核心关键技术,从智能感知与智能装备、边缘计算与网络服务、数字孪生知识建模、平台与应用系统4个方面进行阐述。智能传感装置和智能装备的不断涌现,为智慧矿山前端感知和执行提供了基础,而即时的感知、分析和决策是智能装备自治、自主工作的前提;随着边缘网关计算能力的提升,需要设计面向应用场景的轻量级算法模型和高效云边协同机制,以满足智能装备即时服务的需求,同时,围绕5G的通信技术在矿山的应用,将进一步提升知识服务的快速响应能力;矿山运行机理、经验知识、大数据分析与数字孪生建模技术融合的矿山生产场景可信数字孪生模型,将成为智慧矿山知识服务的核心;面向大数据和知识模型的平台技术是矿山数字孪生和智能化服务的载体,大数据高效存取、分析和利用能够有效的促进矿山智能化应用服务的融合。矿山数字孪生及相关智能化技术的突破,将实现对矿山物理世界实时可测、可观、准确控制、精确管理和科学决策,从而建立少人化或无人化的矿山生产模式,为智慧矿山的发展奠定基础。

摘要：精确目标定位是煤矿安全高效生产的重要保障。分析了矿井动目标定位在巷道特征、采掘设备、多径特性、多址干扰、误差累积等方面面临的挑战;陈述了矿井定位的主流测距方法RSSI,TOA/TDOA,AOA/DOA;总结了最小二乘法、最大似然法、代价函数法、指纹膜法等常规位置估计方法,以及针对巷道特殊环境而设计的距离约束法、电磁波及超声波联合定位法等矿井专属位置估计方法;剖析了煤矿巷道的NLOS识别和抑制、路径损耗指数的实时计算、空间信息辅助的结果优化技术;指出了基于矿山物联网架构的定位发展趋势,借助矿山物联网的"物-物相连特征"特征,研究出性能更优的距离测量技术、位置估计方法和定位结果优化算法,理清矿井动目标定位技术层次和发展脉络,深入剖析定位精度影响因素,为矿井动目标定位研究提供参考。

摘要：针对煤矿井下复杂环境,为了提高其WPT(Wireless Power Transmission无线电能传输)功率并降低发射端线圈电压,改进了井下WPT发射端的线圈结构,并提出了适合井下WPT的传输模型。根据电路互感耦合理论,推导出WPT系统传输功率与传输效率的数学表达式,分别阐述了耦合系数、输入频率、负载大小对传输功率与传输效率的影响。设计过程中应用Or CAD与Matlab软件对传输系统各个影响因素进行仿真分析,在此基础上设计并制作了实验平台。实验分析得出此传输系统存在最佳功率传输距离和最佳效率传输距离,总体实验结果与理论仿真结果一致,最后通过与典型WPT系统做对比实验分析,得出改进WPT系统提高了传输功率,可为实际井下WPT提供理论参考。

摘要：为了降低测距不准对矿井目标定位精度的影响,提出一种移动信标辅助的距离估计方法 MBDisEst。该方法由安装有惯导设备或/和激光定位装置的瓦检员或矿车充当移动信标,它们通过与矿山物联网中的其他设备交换信息校准自身坐标。MBDisEst以移动信标和目标节点之间的相对运动和几何约束为基础,利用加权最小二乘法计算目标节点与虚拟信标的距离,可将静止和运动目标的距离估计统一在同一框架。仿真结果表明:MBDisEst的测距精度比TOA的测距精度高,其测距误差随移动信标速度的增大而增大,随移动信标通信半径的增加而减小,基于MBDisEst的定位方法具有较高的定位精度。

摘要：总结了当前矿山网络现状;结合矿山物联网的发展目标及未来矿山在信息处理方式上的变化趋势,分析了矿山网络在网络容量、可管理性、密集接入、实时性、智能化、灾后应急通信等方面的发展需求及趋势;提出了扁平化、智能化、资源抽象化等矿山物联网网络设计原则,并对无线传输编码、软件定义网络、流量卸载、边缘计算、网络功能虚拟化、认知无线电、能量捕获、语义网络等关键技术在矿山物联网中的应用和发展需求进行了介绍。

摘要：[目的/意义]为了解决煤矿标准文件知识内容繁多、专业跨度大、组织模式有限,以及缺少系统、高效的煤矿标准文件知识存储利用手段,煤矿标准知识利用率低下等问题,以煤矿相关国家标准和行业标准文件为数据来源,构建了煤矿标准文件知识图谱。[方法/过程]首先通过分析标准文件特点结构,提出了面向煤矿标准文件的标准文件-标准核心要素-标准条文的三层知识模型,定义了标准文件层、标准核心要素层以及标准条文层的知识单元结构和实体关系模式;然后根据设计的图谱模式层,针对半结构化和非结构化数据特点采用基于模板规则和基于深度学习的方法进行知识抽取,并选取图数据库存储方案,实现煤矿标准文件知识存储更新,完成了煤矿标准文件知识图谱构建。[结果/结论]煤矿标准文件知识图谱可实现多种标准可视化方式以增强用户阅读体验,支撑智能检索问答应用帮助从业人员快速检索定位所需标准知识,还能提供标准冲突检测、辅助编写、性能指标比对等多种标准信息服务应用,显著提高了煤矿标准知识利用率,助力煤矿智能化建设。

摘要：在ANSYS有限元分析软件中对矿用微机电系统(MEMS)甲烷传感器硅微加热器功率进行了优化设计。首先建立了基于已知掺杂浓度求解一定温度范围内硅电阻率的计算模型;然后根据计算结果,利用ANSYS软件对U型双悬臂梁式硅微加热器进行了以掺杂浓度、两悬臂间距、悬臂梁宽度为影响因素的正交试验,研究了不同因素对硅微加热器功率的影响。试验结果表明:悬臂梁宽度和掺杂浓度为硅微加热器功率的主要影响因素,两悬臂间距影响较小;硅微加热器功率随悬臂梁宽度的减小而减小,随掺杂浓度的升高先增大后减小;温度为600℃时,选取悬臂梁宽度为25μm、掺杂浓度为1019 cm-3、两悬臂间距为10μm可使硅微加热器功率最优。

摘要：讨论了矿山物联网标准建设的重要意义,对物联网建设中普遍存在的争议——是标准先行还是应用先行进行了剖析,分析了我国矿山物联网标准建设的现状与发展趋势。对矿山物联网顶层设计中的标准体系规划进行了简要解读,举例分析了哪些是涉及面广的标准,哪些是具体应用的标准。指出矿山物联网标准立项建设时应根据具体情况和标准的内容,灵活掌握标准先行还是应用先行。以网络层时间同步标准为例说明了矿山物联网标准应具有适应性和可扩展性。

摘要：厚松散层薄基岩煤层顶板水害亟需有效手段查明,以保障煤矿安全开采。基于并行电法的O型观测系统,可一次同步采集全工作面全空间电场电位值,减少不同时间测量数据的干扰,有效增加地电场数据辐射范围和密度,增强三维顶板探查精准度;在试验工作面回采前,布置O型观测系统并对其进行数据反演,得到煤层顶板存在两处低阻异常区和煤层顶板薄基岩面分布形态,为工作面开采前提供有效的疏放水靶区,并指导后续电法监测钻孔位置设计。