Открытый набор данных для интеллектуального распознавания и классификации аномальных условий при разработке длинных забоев.

Dec 07, 2023

Научные данные, том 10, Номер статьи: 416 (2023) Цитировать эту статью

1506 Доступов

1 Альтметрика

Подробности о метриках

В подземном угольном производстве на полностью механизированном забое существует множество проблем, таких как плохая рабочая среда, высокий уровень аварийности и так далее. В последнее время интеллектуальная автономная добыча угля постепенно заменяет традиционный процесс добычи. Технология искусственного интеллекта является активной областью исследований и, как ожидается, позволит выявлять и предупреждать об аномальных подземных условиях для интеллектуальной разработки длинных забоев. Это неотделимо от построения наборов данных, но в настоящее время набор скважинных данных все еще пуст. В этой работе создается набор данных изображений подземного забоя лавы (DsLMF+), который состоит из 138004 изображений с аннотациями 6 категорий шахтерского персонала, защитной пластины гидравлической опоры, крупного угля, буксирного троса, поведения горняков и защитной каски в шахте. Все метки набора данных общедоступны в формате YOLO и COCO. Доступность и точность наборов данных были проверены экспертами в области угольных шахт. Набор данных находится в открытом доступе и предназначен для поддержки дальнейших исследований и развития интеллектуальной идентификации и классификации аномальных условий при подземных горных работах.

Уголь останется доминирующим источником энергии во всем мире на десятилетия вперед1. Автономные машины для добычи угля в забое лавы могут помочь или заменить человека в выполнении опасных горных работ, обеспечить безопасное и эффективное производство на угольной шахте. Но для выполнения некоторых сложных задач все еще требуется участие человека. Однако при подземной добыче угля в полностью механизированных длинных забоях существует множество проблем, таких как плохая рабочая среда, высокий риск стихийных бедствий, высокий уровень аварийности и так далее. Разведывательная добыча стала одним из важных способов борьбы с подземными работами высокого риска и достижения цели безопасного и эффективного подземного производства2. Ожидается, что благодаря быстрому развитию технологий искусственного интеллекта аномальные ситуации с оборудованием, окружающей средой и персоналом будут обнаруживаться в режиме реального времени и точно.

В полностью механизированном забое гидравлическая поддержка необходима для безопасной добычи на всем забое. Гидравлическая опора, являющаяся основным оборудованием для полностью механизированной добычи угля, может обеспечить безопасную работу забоя, а также перемещать скребковый конвейер и комбайн в забое3. Он также может надежно и эффективно поддерживать крышу угольной шахты, изолировать выработанные участки, предотвращать попадание пустой породы в забой. В соответствии с процессом добычи угля на полностью механизированном забое, если гидравлическая опорная плита не находится на месте или не полностью восстановлена ​​во время рабочего процесса, это может вызвать помехи в движении между гидравлической опорой и комбайном. Следовательно, необходимо вовремя определить состояние защитной пластины гидравлической опоры и принять соответствующие меры. На полностью механизированных очистных забоях крупногабаритный уголь может легко вызвать засорение, задержку и другие ненормальные состояния скребкового конвейера. Необходимо автоматически идентифицировать и отслеживать крупный уголь, чтобы своевременно судить и предупреждать об аномальном состоянии крупного угля. Буксирный трос используется на полностью механизированных горных забоях для обеспечения электропитания и стабильной работы очистного комбайна. Однако в процессе эксплуатации тяговый трос может сломаться или выйти из кабельного паза из-за укладки кабельных зажимов, а трос может оторваться, что приведет к подземной утечке тока, что в конечном итоге может привести к поражению электрическим током. , газ, взрыв угольной пыли, пожар и другие крупные аварии на угольной шахте. Поэтому необходимо проводить мониторинг состояния буксирного троса в режиме реального времени и интеллектуальный анализ, чтобы обеспечить своевременное обнаружение и устранение неисправностей буксирного троса.

В целях обеспечения безопасности персонала полностью механизированного горного забоя необходимо идентифицировать и отслеживать персонал шахты, чтобы судить, находится ли персонал шахты в безопасной зоне. Персонал, входящий в опасную зону, должен быть своевременно обнаружен и позиционирован, должна быть выполнена соответствующая обработка голосового напоминания и одновременно должна быть остановлена ​​работа соответствующего оборудования. За исключением шахтеров, входящих в опасные зоны, шахтеры во время работы принимают самые разные позы. В сложной рабочей среде небезопасное поведение шахтеров также легко приведет к увеличению количества несчастных случаев на угольной шахте, а ненормальное поведение скважинного персонала также требует внимания в любое время. Защитная каска — это своего рода защитное снаряжение, которое шахтеры должны носить постоянно во время работы. Область, где извлекается угольный пласт, приведет к передаче давления от гидравлической опоры к угольной стенке, что может увеличить давление на угольную стенку и в конечном итоге вызвать явление растрескивания угольной стенки. Падение угля с крыши и столкновение персонала и оборудования могут привести к травмам. Следовательно, защитные каски связаны с безопасностью шахтеров на полностью механизированных горных забоях, а ношение защитных касок персоналом угольной шахты также требует контроля в режиме реального времени.