長壁採掘における異常状態をインテリジェントに認識および分類するためのオープン データセット

Dec 07, 2023

Scientific Data volume 10、記事番号: 416 (2023) この記事を引用

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メトリクスの詳細

完全に機械化された採掘切羽による地下炭鉱生産は、劣悪な作業環境、高い事故率など、多くの問題を抱えています。 最近、インテリジェント自律石炭採掘が従来の採掘プロセスに徐々に取って代わりつつあります。 人工知能技術は活発な研究分野であり、インテリジェント長壁採掘において地下の異常状態を特定して警告することが期待されています。 データセットの構築とは切り離せないものですが、現時点ではダウンホールのデータセットはまだ空白です。 この作業では、地下長壁採掘切羽の画像データセット (DsLMF+) を開発します。これは、鉱山職員、油圧サポート ガード プレート、大型石炭、曳航索、鉱山労働者の行動、鉱山安全ヘルメットの 6 つのカテゴリの注釈が付いた 138004 枚の画像で構成されています。 データセットのすべてのラベルは、YOLO 形式と COCO 形式で公開されています。 データセットの可用性と正確性は、炭鉱分野の専門家によってレビューされました。 このデータセットはオープンアクセスであり、地下採掘における異常状態のインテリジェントな識別と分類のさらなる研究と進歩をサポートすることを目的としています。

石炭は今後数十年にわたって世界中で主要なエネルギー源であり続けるでしょう1。 長壁採掘切羽の自律型石炭採掘機械は、危険な採掘作業を完了するために人間を支援または代替し、炭鉱での安全で効率的な生産を実現します。 しかし、いくつかの複雑なタスクを完了するには依然として人間の参加が必要です。 しかし、完全に機械化された長壁採掘切羽の地下石炭掘削には、劣悪な作業環境、高い災害リスク、高い事故率など、多くの問題が存在します。 インテリジェンスマイニングは、リスクの高い地下作業に対処し、安全で効率的な地下生産という目標を達成するための重要な方法の 1 つとなっています2。 人工知能技術の急速な発展に伴い、機器、環境、人員の異常状況をリアルタイムで正確に検出することが期待されています。

完全に機械化された切羽では、切羽全体を安全に生産するために油圧サポートが不可欠です。 完全に機械化された石炭採掘の中核機器として、油圧サポートは安全な作業面を提供し、作業面内でスクレーパー コンベアとシャーラーを移動させることができます3。 また、炭鉱の屋根を確実か​​つ効果的に支え、採掘されたエリアを隔離し、切羽への廃石の侵入を防ぎます。 完全に機械化された石炭切羽の採炭プロセスによれば、作業プロセス中に油圧サポートプレートが所定の位置に設置されていないか、完全に回復されていないと、油圧サポートと剪断機の間で動作の干渉が発生する可能性があります。 したがって、油圧サポートガードプレートの状態を適時に見つけて、それに応じて対処する必要があります。 完全機械化された長壁採掘切羽では、大きな石炭はスクレーパーコンベアの閉塞や滞留などの異常状態を引き起こしやすい。 大型石炭の異常状態をタイムリーに判断して警告するには、大型石炭を自動的に識別して追跡する必要があります。 曳航索は完全に機械化された採掘切羽で使用され、電力供給と剪断機の安定した動作を確保します。 しかし、走行中にケーブルクランプの重なりにより牽引ケーブルが破損したり、ケーブルスロットから外れたりして、ケーブルが千切れて地中に漏電し、感電につながる可能性があります。 、ガス、石炭粉塵爆発、火災、その他の主要な炭鉱の安全事故。 したがって、曳航索の故障を時間内に検出して処理できるように、リアルタイムの状態監視と曳航索のインテリジェントな分析を実行する必要があります。

完全に機械化された切羽の作業員の安全を保護することを目的として、鉱山作業員が安全なエリアにいるかどうかを判断するために、鉱山作業員を識別および追跡する必要があります。 危険エリアに進入する人員をタイムリーに検出して位置を特定し、対応する音声リマインダー処理を実行し、同時に対応する機器の動作を停止する必要があります。 危険な場所に入る鉱山労働者を除いて、炭鉱労働者は作業中にさまざまな姿勢をとることになります。 複雑な作業環境では、鉱山労働者の不安全な行動は炭鉱の安全事故の増加にもつながりやすく、坑井スタッフの異常行動にも常に注意が必要です。 安全ヘルメットは、炭鉱労働者が作業中に常に着用しなければならない一種の安全具です。 石炭層が引き抜かれる領域では、圧力が水力支持体から石炭壁に伝達され、石炭壁にかかる圧力が増加し、最終的に石炭壁の剥離現象を引き起こす可能性があります。 石炭が屋根から落ちたり、人や設備との衝突により人身事故を引き起こす可能性があります。 したがって、安全ヘルメットは完全に機械化された採掘切羽における炭鉱労働者の安全に関係しており、炭鉱職員の安全ヘルメットの着用もリアルタイムで監視する必要があります。