Un ensemble de données ouvert pour la reconnaissance et la classification intelligentes des conditions anormales dans l'exploitation minière par longue taille

Nov 21, 2023

Données scientifiques volume 10, Numéro d'article : 416 (2023) Citer cet article

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La production minière souterraine de charbon entièrement mécanisée pose de nombreux problèmes, tels qu'un mauvais environnement d'exploitation, un taux d'accidents élevé, etc. Récemment, l’extraction de charbon autonome et intelligente remplace progressivement le processus d’extraction traditionnel. La technologie de l'intelligence artificielle est un domaine de recherche actif et devrait identifier et avertir les conditions anormales du sous-sol pour une exploitation minière intelligente par longue taille. Il est indissociable de la construction de jeux de données, mais le jeu de données de fond est encore vierge à l'heure actuelle. Ce travail développe un ensemble de données d'images du front de taille souterrain de longue taille (DsLMF+), composé de 138 004 images avec annotation 6 catégories de personnel minier, plaque de protection de support hydraulique, gros charbon, câble de remorquage, comportement des mineurs et casque de sécurité de la mine. Toutes les étiquettes de l'ensemble de données sont accessibles au public au format YOLO et au format COCO. La disponibilité et l'exactitude des ensembles de données ont été examinées par des experts dans le domaine des mines de charbon. L'ensemble de données est en accès libre et vise à soutenir la recherche et l'avancement de l'identification et de la classification intelligentes des conditions anormales pour l'exploitation minière souterraine.

Le charbon restera la source d’énergie dominante dans le monde pendant les décennies à venir1. Les machines autonomes d'extraction de charbon dans les mines de longue taille peuvent aider ou remplacer l'homme pour accomplir les travaux miniers dangereux et assurer une production sûre et efficace dans la mine de charbon. Mais elle a encore besoin de la participation humaine pour accomplir certaines tâches complexes. Cependant, l'excavation souterraine du charbon dans le cadre d'une exploitation minière de longue taille entièrement mécanisée se heurte à de nombreux problèmes, tels qu'un environnement d'exploitation médiocre, un risque de catastrophe élevé, un taux d'accidents élevé, etc. L'exploration de l'intelligence est devenue l'un des moyens importants pour aborder les travaux souterrains à haut risque et atteindre l'objectif d'une production souterraine sûre et efficace2. Avec le développement rapide de la technologie de l'intelligence artificielle, les situations anormales de l'équipement, de l'environnement et du personnel devraient permettre une détection précise et en temps réel.

Dans un front de taille entièrement mécanisé, le support hydraulique est indispensable à la production sûre de l'ensemble du front de taille. En tant qu'équipement de base pour l'extraction de charbon entièrement mécanisée, le support hydraulique peut fournir un front de taille sûr et déplacer le convoyeur à racleurs et la cisaille dans le front de taille3. Il peut également soutenir de manière fiable et efficace le toit d’une mine de charbon, isoler les zones exploitées et empêcher les stériles de pénétrer dans le front de taille. Conformément au processus d'extraction du charbon du front de taille entièrement mécanisé, une fois que la plaque de support hydraulique n'est pas en place ou n'est pas entièrement récupérée pendant le processus de travail, elle peut provoquer une interférence de mouvement entre le support hydraulique et la cisaille. Par conséquent, il est nécessaire de connaître à temps l’état de la plaque de protection du support hydraulique et de le traiter en conséquence. Pour le front de taille entièrement mécanisé, le charbon de grande taille est facile à provoquer le blocage, la rétention et d'autres états anormaux du convoyeur à racleurs. Il est nécessaire d'identifier et de suivre automatiquement les gros charbons, afin de juger et d'avertir en temps opportun l'état anormal du gros charbon. La ligne de remorquage est utilisée dans les fronts de taille entièrement mécanisés pour assurer l'alimentation électrique et le fonctionnement stable de la cisaille. Cependant, au cours du fonctionnement, le câble de traction serait cassé ou retiré de la fente pour câble en raison de l'empilement des serre-câbles, et le câble pourrait être arraché, entraînant une fuite électrique souterraine, pouvant éventuellement conduire à un choc électrique. , gaz, explosion de poussière de charbon, incendie et autres accidents majeurs de sécurité dans les mines de charbon. Par conséquent, il est nécessaire d'effectuer une surveillance de l'état en temps réel et une analyse intelligente du câble de remorquage pour garantir que le défaut du câble de remorquage est détecté et traité à temps.

Destiné à protéger la sécurité du personnel d'un front de taille entièrement mécanisé, il est nécessaire d'identifier et de suivre le personnel de la mine afin de juger s'il se trouve dans une zone sûre. Le personnel entrant dans la zone dangereuse doit être détecté et positionné en temps opportun, le traitement de rappel vocal correspondant doit être effectué et le fonctionnement de l'équipement correspondant doit être arrêté en même temps. À l'exception des mineurs qui entrent dans des zones dangereuses, les mineurs de charbon auront diverses postures différentes pendant le travail. Dans un environnement de travail complexe, les comportements dangereux des mineurs entraîneront également facilement une augmentation des accidents de sécurité dans les mines de charbon, et le comportement anormal du personnel de fond nécessite également une attention à tout moment. Le casque de sécurité est une sorte d’équipement de sécurité que les mineurs de charbon doivent porter à tout moment pendant leur travail. La zone où la couche de charbon est extraite entraînera un transfert de pression du support hydraulique vers la paroi de charbon, ce qui peut augmenter la pression sur la paroi de charbon et provoquer à terme le phénomène d'effritement de la paroi de charbon. La chute du charbon du toit et la collision entre le personnel et l'équipement peuvent provoquer des accidents corporels. Par conséquent, les casques de sécurité sont liés à la sécurité des mineurs de charbon dans une mine entièrement mécanisée, et le port du casque de sécurité pour le personnel de la mine de charbon nécessite également une surveillance en temps réel.