网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

山东科技大学:张强——基于主动红外激励的煤岩界面识别

0
分享至

  

  创新点

  (1)构建了主动热成像煤岩识别系统试验台,研发的Vario CAM hr灵敏型专家红外热成像系统,利用煤粉、水泥、沙子、黏合剂等材料分别浇筑全煤、全岩和煤岩混合3种试件,在单光源9kLux的激励强度下,开展煤岩界面识别研究。

  (2)采用了IRBIS3红外分析软件对3种试件检测表面不同时刻的温度场信息进行提取和分析,综合考虑温度场信息差异增长幅度和主动激励能源消耗等问题后,选在主动激励30min 时进行红外图像的提取。

  (3)建立了温度场梯度模型,直观地观察到煤和岩的分布位置及分布趋势,通过对温度梯度模型进行温线划分、煤岩分布划分处理以及建立煤岩分布模拟还原图像后可以准确判定煤岩分布的过渡区域,提升煤岩识别的精度,降低采煤机在截割过程中的截齿磨损程度,有效延长截齿的使用寿命。

  1作 者

  张 强1,2,孙绍安1,张 坤2,张 旭1,郭 桐1

  2单 位

  1. 辽宁工程技术大学 机械工程学院;2. 山东科技大学 机械电子工程学院

  3研究背景 在煤矿开采过程中,当采煤机截割到岩层时,截割设备会受到严重磨损,导致其使用寿命降低,甚至可能导致山体环境被破坏和安全事故的发生。同时,截割过程中破碎的岩石混落到原煤中,降低了煤炭开采质量,对后期的选煤及质量评估造成影响。故此,精准有效的煤岩界面识别技术是实现煤矿自动化与智能化开采,推动煤炭工业走新型产业化道路的有效措施,其能有效降低人工成本及人工技术局限性,在提高煤炭开采作业的安全系数及降低设备维护费用的同时,更大程度地提高煤炭开采率,实现了高产高效的目的。

  4摘 要 针对综采工作面采煤机智能化截割时存在的煤岩识别精度低等问题,采用红外热像技术,建立了煤岩界面检测实验台。利用煤粉、水泥、沙子、黏合剂等材料分别浇筑全煤、全岩和煤岩混合3种试件,在单光源9kLux的激励强度下,开展煤岩界面识别研究。实验过程中通过IRBIS3红外分析软件对3种试件检测表面不同时刻的温度场信息进行提取和分析,并建立温度场梯度模型加以研究。
研究结果表明:煤、岩两种物质在相同的激励下的温度场特性有明显差异,当存在煤岩混合情况时,检测区域内的温差范围和标准方差会明显增大,可以此作为煤岩混合的一种预测识别依据;对煤岩试件进行主动激励时,检测区域前10min内温升变化最为明显,温差范围和标准方差增大较快,10~30min内温度缓慢上升,温差范围和标准方差缓慢增大,30min后温度相对稳定,温差范围和标准方差无明显变化。
激励时间的越长,煤和岩的温度场信息差异就越大,更利于提升煤岩识别的精度。但综合考虑温度场信息差异增长幅度和主动激励能源消耗等问题后,选在主动激励30min时进行红外图像的提取较为合理;通过提取检测区域内的温度场信息,建立的温度场梯度模型可以较为直观地观察到煤和岩的分布位置及分布趋势,通过对温度梯度模型进行温线划分、煤岩分布划分处理以及建立煤岩分布模拟还原图像后可以准确判定煤岩分布的过渡区域,提升煤岩识别的精度,降低采煤机在截割过程中的截齿磨损程度,有效延长截齿的使用寿命。

  5部分图片

  

  红外测温原理示意

  

  主动红外检测技术示意

  

  红外热成像煤岩识别实验台

  

  煤岩试件

  

  煤、岩试件被动红外监测图像

  

  煤、岩试件主动激励红外检测图像

  煤岩混合试件初始红外云图

  

  3号试件主动激励下不同时刻红外图像

  

  检测区域及监测点升温图像

  

  不同试件温度场趋于稳定后温度梯度模型

  

  3号试件温度梯度模型等温线标定

  

  3号试件煤岩分布模拟还原图像

  3号试件煤岩分布模拟还原图像与真实分布情况对比示意

  6作者简介

  

  张强,男,1980年8月生,辽宁岫岩人,博士,博士后,教授,博士生导师,山东科技大学机械电子工程学院院长。山东省机械工程学会理事、中国煤炭工业协会设备管理分会理事、中国煤炭工业协会青年专家委员会委员、煤炭科学技术编委、露天采矿技术编委。荣获孙越崎青年科技奖、辽宁省青年科技奖、全国煤炭青年五四奖章称号,工业装备结构分析国家重点实验室访问学者,机械传动国家重点实验室访问学者,入选山东省泰山学者青年专家、辽宁省“百千万人才工程”百人层次、辽宁省高等学校杰出人才支持计划、辽宁省高等学校优秀人才支持计划。

  研究方向

  矿山机械成套装备系统理论,矿山智能化控制技术研究

  主要成果

  致力于煤炭高效自动化开采技术与理论的研究,形成了采掘机械预裂诱导煤岩卸荷机理、工作面自动化联动控制技术等多项创新性成果。已发表学术论文140余篇,其中SCI、EI检索30余篇;拥有国际PCT专利12项,国家发明专利33项,软件著作权12项。获省部级一等奖5项,二等奖12项,三等奖10项。获省部级教学成果奖二等奖2项。获省优秀硕士学位论文指导教师称号。承担国家级项目5项,省部级项目12项,主编国家行业技术标准6项,出版学术专著1部。

  
来源:

  张强,孙绍安,张坤,等.基于主动红外激励的煤岩界面识别[J].煤炭学报,2020,45(9):3363-3370.

  ZHANG Qiang,SUN Shaoan,ZHANG Kun,et al.Coal and rock interface identification based on active infrared excitation[J].Journal of China Coal Society,2020,45(9):3363-3370.

  韩晋平编辑整理:郭晓炜审 核常琛

  End

  本平台刊登的《煤炭学报》所有稿件均按照国家版权局有关规定支付了相应稿酬,《煤炭学报》享有稿件的信息网络传播权。未经授权,不得匿名转载。本平台所使用的图片属于相关权利人所有,因客观原因,部分作品如存在不当使用的情况,请相关权利人随时与我们联系。

  
免责声明:以上内容转载自煤炭学报,所发内容不代表本平台立场。
全国能源信息平台联系电话:010-65367702,邮箱:hz@people-energy.com.cn,地址:北京市朝阳区金台西路2号人民日报社

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐

16万就包牌落地,2.0T+8AT,终于有一台符合年轻人审美的B级车

速度vs激情
2020-11-24 21:44:34

日澳刚签署对抗中国军事协议,东盟迅速出手,印度火速表示抗议

原子之城V
2020-11-25 10:43:57

中国最残忍的杀夫案,给自己丈夫喂熔化的锡液,看完让人脊背发凉

旧言暖语
2020-11-24 17:03:25

内蒙古“维多利超市”被并购,70%股权卖了3.75亿元

蒙马财经生活
2020-11-25 18:28:17

医院强力介入!女医生被连刺9刀倒在血泊中,凶手试图以“故意伤害罪”结案

医脉通
2020-11-24 18:49:29

2020年国家又出高龄补贴,每月最多400元!这类老人都能领!

新华融媒奇文天下
2020-11-25 09:30:25

英智库建议出兵印太对抗中国,安培强烈支持,网友:用漏水航母?

铁军前哨
2020-11-25 13:38:48

通知:1940-1969年出生的人请注意了,请看此文!

亲情树
2020-11-24 17:46:32

【特写】下班回家后,小区突然被封闭了……

界面新闻
2020-11-25 12:07:20

如果不是我们强大,美国早对中国发动多次战争

你要的我都有
2020-11-25 15:55:08

女子收到第三者消息:我在和你老公发生关系,将其杀死后被判无期

社会内参
2020-11-24 17:04:32

郭敬明《爵迹2》被央视点名,称其为“四流片子”,点评太真实!

旅游川西
2020-11-25 17:27:30

广州恒大1-3神户两轮不胜,卡纳瓦罗执教水平不足以带领球队前进

小诸葛拜仁主席霍内斯
2020-11-25 19:56:19

欧洲航天局这才叫祝贺

环球时报国际
2020-11-24 21:56:46

登月骗局:美苏为何几十年不敢再登月?月球到底有多可怕?

星辰大海路上的种花家
2020-11-23 14:24:27

CNN权威人士:特朗普将组建影子政府,并于明年1月举行反就职典礼

华观海
2020-11-25 13:22:31

你都收藏了哪些沙雕的搞笑图片?

壹大篇
2020-11-25 09:07:37

沙特人:中国不可怕,可怕的是中国接了千亿订单还顺手修了座桥

小七行旅记
2020-11-21 11:36:35

1平1负!广州恒大成BIG4唯一0胜球队,下一轮卡纳瓦罗迎生死战

绿茵猫
2020-11-25 19:51:55

44岁陆毅发福得太厉害!穿大码军绿色大衣变臃肿发福大叔气质大跌

时尚丽人风行
2020-11-23 18:34:43
2020-11-25 21:08:59
http://dingyue.ws.126.net/2020/0405/d9830361j00q8aj6w0004c0004g004gc.jpg
全国能源信息平台
人民日报社能源信息聚合平台
102180文章数 104999粉丝数
往期回顾 全部

科技要闻

她说完"得*丝者得天下",就从小米辞职了

头条要闻

特朗普继续"装傻充愣" 私下开始着手2024年大选?

头条要闻

特朗普继续"装傻充愣" 私下开始着手2024年大选?

体育要闻

亚冠-伊涅斯塔传射 恒大1-3神户2战不胜小组垫底

娱乐要闻

还是少女幂!杨幂别发卡捧苹果卖萌

财经要闻

汽车要闻

悬浮式中控屏 新款凯美瑞预计明年国产

态度原创

艺术
亲子
健康
游戏
教育

艺术要闻

动画电影彰显中国韵味

亲子要闻

婴幼儿不让吃盐 是不是伪科学?

打玻尿酸变“僵尸脸”咋回事?

奇幻动作游戏《Gods Will Fall》预告片公布

教育要闻

幼儿园虐童事件频发 背后还需堵住哪些漏洞?