基于彩色圖像的煤礦沖擊地壓和煤與瓦斯突出感知報警方法

孫繼平，程繼杰，王云泉

（1. 中國礦業(yè)大學(xué)（北京） 機電與信息工程學(xué)院，北京 100083；2. 中國中煤能源集團有限公司，北京 100011）

0 引言

沖擊地壓和煤與瓦斯突出是煤礦重特大事故，嚴重威脅煤礦安全生產(chǎn)[1-4]。為避免或減少沖擊地壓和煤與瓦斯突出事故發(fā)生，學(xué)者研究了沖擊地壓和煤與瓦斯突出監(jiān)測方法，主要包括應(yīng)力測量法、鉆屑法、微震法、聲發(fā)射法和電磁輻射法等[5-11]。但我國煤炭賦存條件復(fù)雜多樣，目前沖擊地壓和煤與瓦斯突出監(jiān)測方法難以滿足煤礦安全生產(chǎn)需求，沖擊地壓和煤與瓦斯突出事故時有發(fā)生。因此，有必要研究沖擊地壓和煤與瓦斯突出感知報警方法。目前已研究了基于傳感器、聲音和圖像的沖擊地壓和煤與瓦斯突出感知報警方法[12-14]，但未見有基于彩色圖像特征的沖擊地壓和煤與瓦斯突出感知報警方法的研究。筆者提出了基于彩色圖像的煤礦沖擊地壓和煤與瓦斯突出感知報警方法，當沖擊地壓和煤與瓦斯突出災(zāi)害發(fā)生時，通過監(jiān)視區(qū)域內(nèi)的彩色圖像來感知大量拋向工作面和巷道空間的煤巖的顏色、亮度和速度等特征，進行沖擊地壓和煤與瓦斯突出感知報警。該方法具有非接觸、監(jiān)測范圍廣、成本低、使用維護方便等優(yōu)點。

1 沖擊地壓和煤與瓦斯突出圖像特征

沖擊地壓和煤與瓦斯突出均是煤巖體承受壓力超過自身的強度極限，突然破壞并拋向工作面和巷道空間的煤礦動力災(zāi)害。沖擊地壓和煤與瓦斯突出發(fā)生時，拋出大量煤巖，造成工作面和巷道空間有著不同于正常工況下的顏色和速度特征。……