基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法

分析了冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出煤岩的图像特征:①冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出的煤岩主要是黑色,但煤矿井下设备一般不是黑色,因此,可利用非黑色矿用设备作为背景,采用彩色摄像机识别煤岩.②正常落煤速度、采煤机和掘进机等设备移动速度、井下人员和车辆移动速度远小于冲击地压和煤与瓦斯突出发生时抛出的煤岩速度,因此,可根据速度特征,排除正常落煤、采煤机和掘进机等设备移动、井下人员和车辆移动的干扰.③瓦斯和煤尘爆炸也会造成巷道中物体短时速度较高,并伴有高亮,但冲击地压和煤与瓦斯突出不会产生高亮,因此,可根据图像平均亮度,排除瓦斯和煤尘爆炸的干扰.提出了彩色摄像机设置方法:掘进工作面摄像机宜设置在掘进巷道顶板或掘进巷道两帮靠近顶板位置;回采工作面摄像机宜设置在液压支架顶部.提出了基于彩色图像的煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法:①在掘进巷道顶板或掘进巷道两帮靠近顶板位置、回采工作面液压支架顶部,以非黑色矿用设备为背景,设置具有补光灯的彩色摄像机.②监测识别彩色图像颜色是否发生较大变化.③若图像颜色发生较大变化,则进行图像平均亮度识别,否则继续监测识别图像颜色变化.④若图像平均亮度小于设定的亮度阈值,则识别导致图像颜色发生较大变化的物体的移动速度,否则继续监测识别图像颜色变化.⑤若物体移动速度大于设定的速度阈值,则对监视区域内甲烷浓度进行判别,否则继续监测识别图像颜色变化.⑥若甲烷浓度迅速升高或达到报警值,则进行煤与瓦斯突出报警,否则进行冲击地压报警.该方法具有非接触、监测范围广、成本低、使用维护方便等优点.