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《中国矿业大学》 2012年
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基于机器视觉的巷道变形实时监测预警技术研究

徐剑坤  
【摘要】:煤矿巷道的变形破坏会阻断井下交通,增大矿井通风阻力,损坏生产设备,造成人员伤亡,严重威胁煤矿安全生产;同时煤岩动力灾害的孕育与发生通常也伴随有巷道的变形破坏。通过对巷道变形的监测能够预警围岩失稳,揭示巷道变形时空演化规律,为巷道支护、煤岩动力灾害防治、矿山压力与岩层运动规律的研究提供依据。 针对巷道变形监测及预警问题,本文研制岩体变形实时监测实验系统,研究煤岩材料受载破坏过程中各种变形指标的演化规律,研究受采动影响的岩体变形破坏的动态特征,建立巷道变形破坏的多指标预警准则,提出基于机器视觉的巷道变形实时监测方法,现场监测并预警煤矿巷道的变形破坏。本文取得的主要成果有: (1)实验研究了单轴压缩加载方式下煤岩材料变形破坏规律,研究表明煤岩材料在破坏前表现出规律性的动态特征。依据损伤统计力学理论构建含有应变与损伤度变量的煤岩材料破坏模型,建立了煤岩材料宏观变形与细观损伤间的关系,用变形量、变形速度、变形加速度描述了材料变形破坏过程,确定了各阶段临界值。 (2)基于机器视觉测量原理研制了岩体变形实时监测实验系统,开发了配套软件,实现了对二维、三维变形或运动的全视场测量、连续测量以及非接触在线测量,满足了巷道变形实验研究的需要。利用该系统通过相似模拟实验,研究了巷道开挖围岩变形过程,研究了煤层开采顶板变形垮落过程,揭示了围岩变形指标的演化规律,建立了围岩变形动态特征与围岩失稳间的对应关系。 (3)针对巷道变形区域性、连续性、突发性的特点,提出了基于机器视觉的巷道变形实时监测方法,建立了用巷道变形量、变形速度和变形加速度评价围岩稳定性的多指标预警准则,实现了巷道变形指标的实时采集和自动处理,以及围岩失稳的动态预警。 (4)建立了适用于煤矿现场的机器视觉巷道变形监测系统,监测了工作面顺槽断面的变形过程,预警了巷道围岩的失稳破坏,现场应用表明:巷道变形指标反映了围岩状态及变化规律,巷道变形动态特征与应力集中在时间分布上有较好的对应性,可以作为围岩失稳的前兆信息。
【学位授予单位】:中国矿业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TD325.4

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 翟所业,贺宪国;巷道围岩塑性区的德鲁克-普拉格准则解[J];地下空间与工程学报;2005年02期
2 过江,罗周全,邓建,古德生;三维动态空区监测系统CMS在矿山的应用[J];地下空间与工程学报;2005年S1期
3 靳晓光,王兰生,李天斌;地应力测量的应力恢复法试验和数值模拟研究[J];成都理工学院学报;1999年03期
4 郭达志;;论“矿山空间信息学”—矿山测量的现代发展[J];测绘工程;2006年03期
5 杨浩;;等效法收敛计变形监测[J];测绘通报;2011年12期
6 冯文灏,李欣,高新乔;近景摄影测量的标志与坐标传递件[J];测绘信息与工程;2000年03期
7 解凯,郭恒业,张田文;图像Mosaics技术综述[J];电子学报;2004年04期
8 黄与舟;计算机图像处理技术在高掺量粉煤灰混凝土ESEM图像定量分析中的应用[J];福建建材;2003年01期
9 张宏伟,李建民,邓智毅;空芯包体地应力测量技术在煤矿中的应用[J];辽宁工程技术大学学报(自然科学版);2001年04期
10 何满潮,景海河,孙晓明;软岩工程地质力学研究进展[J];工程地质学报;2000年01期
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
2 王永岩;软岩巷道变形与压力分析控制及预测[D];辽宁工程技术大学;2001年
3 陈志坚;层状岩质边坡工程安全监控建模理论及关键技术研究[D];河海大学;2001年
4 陈先国;隧道结构失稳及判据研究[D];西南交通大学;2002年
5 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
6 陈坤福;深部巷道围岩破裂演化过程及其控制机理研究与应用[D];中国矿业大学;2009年
7 唐武生;基于机器视觉技术测量平面参数[D];吉林大学;2009年
8 翟振刚;立体匹配算法研究[D];北京理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 奚魏征;全站仪在公路隧道变形量测中的应用研究[D];长安大学;2011年
2 邹广华;基于几何特征的快速模板匹配算法[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 李宏业;金川二矿区深部巷道支护机理研究以及围岩稳定性的数值模拟[D];中南大学;2003年
4 刘大刚;数码摄影技术在隧道位移信息采集中的研究与应用[D];西南交通大学;2004年
5 贾丹;摄像机现场标定算法研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 冯君,吕和林,李安洪;顺层岩质边坡稳定性影响因素分析[J];四川建筑科学研究;2005年04期
2 孙建运;李国强;;动力荷载作用下固体材料本构模型研究的进展[J];四川建筑科学研究;2006年05期
3 汪宇兵;张剑;;基于声波技术混凝土梁损伤特性的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年03期
4 方运红;李青宁;张守军;;短肢剪力墙损伤累积分析模型[J];四川建筑科学研究;2008年04期
5 柯长仁;蒋俊玲;陈升平;;混凝土单轴压缩损伤的模型试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年05期
6 钟卫;周德培;杨涛;冯君;;顺层岩石高边坡在卸荷条件下失稳长度的确定[J];四川建筑科学研究;2008年05期
7 张雪颖;阮怀宁;贾彩虹;;岩石损伤力学理论研究进展[J];四川建筑科学研究;2010年02期
8 胡瑾;许强;李清龙;蒋权锋;石龙;郝朝靖;廖杨;;考虑地震影响的最优水泥混凝土路面研究[J];四川建筑科学研究;2010年06期
9 张浪文;谢巍;洪增林;陈乔敬;;一种多点触发定点追踪的监控系统[J];安防科技;2010年05期
10 刘树彪;徐华生;荣传新;姚直书;;特殊地层条件下冻结井壁竖向可缩性接头试验研究[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2008年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 齐德龙;殷磊;吕进国;许多;;钻孔窥视仪在围岩松动圈测试中的应用及探讨[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 林达明;尚彦军;吴锋波;张巍;张翔;;基于矿物结构与钻探的花岗岩地质强度指标研究及应用[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
3 祁生文;伍法权;;高地应力地区河谷应力场特征[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
4 张年学;盛祝平;李晓;李守定;赫建明;;岩石泊松比与内摩擦角的关系研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
5 周剑;张路青;胡瑞林;王学良;;大型结构面产状影响下应力波传播规律研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
6 周剑;张路青;王学良;;水平层状岩体边坡动力响应中的结构面效应研究[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
7 邹丽晖;陈杰;张娟;窦丽华;;一种基于时空域流形的视频序列图像拼接算法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
8 孙勇;李原;王庆林;陈辉;;基于主动投影的结构光视觉系统的标定[A];中国自动化学会控制理论专业委员会D卷[C];2011年
9 武光辉;;复杂地质条件下煤巷锚网索支护参数优化[A];安全高效矿井安全保障技术——陕西省煤炭学会学术年会论文集(2011)[C];2011年
10 邹颖;武志涛;郑丽敏;丁子娴;续朦;;不同断面下电缆隧道造价及影响因素分析[A];电网工程造价管理优秀论文[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 魏风清;煤与瓦斯突出的物理爆炸模型及预测指标研究[D];河南理工大学;2010年
2 赵同彬;深部岩石蠕变特性试验及锚固围岩变形机理研究[D];山东科技大学;2009年
3 李伟;深部巷道围岩稳定性安全控制原理与应用研究[D];山东科技大学;2010年
4 贾瑞生;矿山开采沉陷三维建模与可视化方法研究[D];山东科技大学;2010年
5 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 王猛;煤矿深部开采巷道围岩变形破坏特征试验研究及其控制技术[D];辽宁工程技术大学;2010年
7 张选利;柔性注压锚杆锚固特性研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 汪忠明;基于非局部增强梯度模型的混凝土断裂损伤研究[D];合肥工业大学;2010年
9 孙贤斌;三维信息获取技术中定标与图形包含问题的研究[D];华中科技大学;2010年
10 孙书伟;微型桩结构加固边坡受力机制和设计计算理论研究[D];中国铁道科学研究院;2009年
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1 马彦平;基于数字图像的冬小麦、夏玉米长势远程动态监测技术研究[D];华中农业大学;2010年
2 宋抗;压缩机活塞圆度误差数字检测系统研究[D];河南理工大学;2010年
3 苏发强;新义煤矿三软煤层巷道围岩稳定与支护技术研究[D];河南理工大学;2010年
4 唐杰兵;平煤十一矿软岩破坏巷道修复治理研究[D];河南理工大学;2010年
5 邓小铭;基于OpenCV的物体三维检测系统研究[D];南昌航空大学;2010年
6 何寿迎;黄岛LPG地下储库稳定性分析及支护设计优化[D];山东科技大学;2010年
7 冯银银;隧道围岩应力与位移数值模拟与分析[D];山东科技大学;2010年
8 魏明俐;深部软岩巷道围岩稳定性分析与控制技术研究[D];山东科技大学;2010年
9 宋秀群;高应力大断面破碎煤巷支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
10 刘武麟;临近断层回采巷道围岩变形特征及支护技术研究[D];山东科技大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴波,高波;锚喷支护隧道围岩稳定性粘弹性分析及应用[J];地下空间;2002年04期
2 吴德海,曾祥勇,邓安福,唐树名;单锚锚杆加固碎裂结构岩体模型试验研究[J];地下空间;2003年02期
3 翟所业,贺宪国;巷道围岩塑性区的德鲁克-普拉格准则解[J];地下空间与工程学报;2005年02期
4 王德荣;李杰;钱七虎;;深部地下空间周围岩体性能研究浅探[J];地下空间与工程学报;2006年04期
5 李海燕;刘玉萍;秦佳之;薛翊国;;煤矿深井开采的合理经济深度研究[J];地下空间与工程学报;2008年04期
6 钱七虎;城市可持续发展与地下空间开发利用[J];地下空间;1998年02期
7 周俭清;全站仪对边测量原理及精度分析[J];北京测绘;2005年03期
8 毛善君;灰色地理信息系统——动态修正地质空间数据的理论和技术[J];北京大学学报(自然科学版);2002年04期
9 张少军,艾矫健,李忠富,李长江,李庆利;利用数字图像处理技术测量几何尺寸[J];北京科技大学学报;2002年03期
10 杨小林,王树仁;岩石爆破损伤断裂的细观机理[J];爆炸与冲击;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前7条
1 靳晓光;李晓红;亢会明;;高地应力区山岭公路隧道围岩稳定性位移判据探讨[A];2001年全国公路隧道学术会议论文集[C];2001年
2 冯夏庭;刁心宏;王泳嘉;;21世纪的采矿—智能采矿[A];第六届全国采矿学术会议论文集[C];1999年
3 汪云甲;;数字矿山、安全信息化建设与矿区资源绿色开发[A];煤炭资源高效绿色开采与数字矿山学术讨论会论文集[C];2005年
4 方祖烈;;拉压域特征及主次承载区的维护理论[A];世纪之交软岩工程技术现状与展望[C];1999年
5 何满潮;段庆伟;张晗;王井峰;;复杂构造条件下煤矿上覆岩体稳定规律[A];世纪之交软岩工程技术现状与展望[C];1999年
6 钱七虎;;非线性岩石力学的新进展——深部岩体力学的若干关键问题[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
7 何满潮;;深部开采工程岩石力学现状及其展望[A];第八次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前8条
1 王永岩;软岩巷道变形与压力分析控制及预测[D];辽宁工程技术大学;2001年
2 樊克恭;巷道围岩弱结构损伤破坏效应与非均称控制机理研究[D];山东科技大学;2003年
3 张东明;岩石变形局部化及失稳破坏的理论与实验研究[D];重庆大学;2004年
4 伍佑伦;基于岩体断裂力学的巷道稳定性与锚喷支护机理研究[D];华中科技大学;2004年
5 李凤仪;浅埋煤层长壁开采矿压特点及其安全开采界限研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
6 李桂臣;软弱夹层顶板巷道围岩稳定与安全控制研究[D];中国矿业大学;2008年
7 周耀;地铁车站结构健康监测研究[D];北京交通大学;2008年
8 陈坤福;深部巷道围岩破裂演化过程及其控制机理研究与应用[D];中国矿业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李宏业;金川二矿区深部巷道支护机理研究以及围岩稳定性的数值模拟[D];中南大学;2003年
2 杨小永;高速公路隧道围岩稳定性研究[D];长安大学;2004年
3 刘大刚;数码摄影技术在隧道位移信息采集中的研究与应用[D];西南交通大学;2004年
4 陕毅;激光面扫描水下三维成像探测技术研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
5 谭晓波;摄像机标定及相关技术研究[D];国防科学技术大学;2004年
6 唐鑫;岩石分区碎裂化现象的现场观测数据分析、蠕变机理及模拟实验研究[D];辽宁工程技术大学;2006年
7 周恒;软岩巷道锚杆和锚注支护共同作用机理研究及应用[D];西南交通大学;2006年
8 庞然;液晶数字表视觉识别关键技术研究[D];广东工业大学;2008年
9 张伯虎;深埋洞室围岩分区破裂化机理及应用[D];重庆大学;2008年
10 轩俊杰;黄土隧道变形规律研究[D];长安大学;2008年
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1 杨立;赵杰文;邹小波;;基于机器视觉的软胶囊重量在线分选研究[J];食品工业;2008年05期
2 祁隽燕;谭超;;数字图像处理在输送带撕裂视觉检测中的应用[J];煤矿机械;2009年12期
3 ;机器视觉产品的操作更加简便[J];现代制造;2010年06期
4 李国华,许增朴,于德敏,王永强;基于机器视觉的面包体积及形状测量系统的研究[J];天津科技大学学报;2004年01期
5 马训鸣;基于机器视觉的农业机械无人驾驶研究[J];西安石油大学学报(自然科学版);2004年05期
6 汤焕;杨崇倡;;采用双CCD的喷丝板自动纠偏系统[J];国外电子测量技术;2007年01期
7 林三宝;伏喜斌;;机器视觉焊后检测技术的发展[J];现代制造;2008年43期
8 陈瑶;李诗龙;;基于机器视觉的瓷砖自动分类系统设计[J];武汉工业学院学报;2009年01期
9 梁海文;张文革;;视觉导航中的图像分割算法研究[J];铸造技术;2009年05期
10 宋强;;图像识别技术在棒材计数中的应用[J];数字技术与应用;2011年04期
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1 沈宝国;陈树人;尹建军;;基于机器视觉的棉田杂草精确定位研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
2 金晅宏;戴曙光;穆平安;;机器视觉在汽车前照灯配光检测系统中的应用研究[A];第十三届全国汽车检测技术年会论文集[C];2009年
3 罗明智;杜家政;;机器视觉苹果自动分级系统图像处理方案设计[A];北京力学会第17届学术年会论文集[C];2011年
4 鲁波;黄坚;朱子伟;;基于机器视觉的LED阵列自动分选系统设计[A];浙江省电子学会2010学术年会论文集[C];2010年
5 何浩;龙淼;王晓婷;王忆文;李辉;;电子白板系统中基于机器视觉的目标识别技术[A];第十五届计算机工程与工艺年会暨第一届微处理器技术论坛论文集(A辑)[C];2011年
6 管庶安;周龙;陈永强;廖明潮;;机器视觉在粮食品质检测中的应用研究[A];中国粮油学会第三届学术年会论文选集(下册)[C];2004年
7 张海潮;邱红专;;加权Kalman filter:应用[A];2004中国控制与决策学术年会论文集[C];2004年
8 胡庆新;王伟;顾爱华;;基于机器视觉的农产品物料分级检测系统关键技术研究[A];2011下一代自动测试系统学术研讨会论文集[C];2011年
9 陈艳;张漫;刘兆祥;籍颖;马文强;刘春红;;基于Kalman滤波器的机器视觉自动导航定位算法研究[A];纪念中国农业工程学会成立30周年暨中国农业工程学会2009年学术年会(CSAE 2009)论文集[C];2009年
10 杨雪勤;张洪钺;;差分GPS/姿态传感器/机器视觉在飞机着陆定位中的应用[A];'2002系统仿真技术及其应用学术论文集(第四卷)[C];2002年
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1 本报记者 李剑琦;机器视觉行业整合正热 中国市场尚处萌芽期[N];机电商报;2005年
2 朱丽丽;超声实时监测引导定位切除肿瘤[N];健康报;2006年
3 袁中;邦纳机器视觉在食品及医药包装行业中的应用[N];中国包装报;2009年
4 严景娴;实时监测 防范窃电[N];国家电网报;2010年
5 特约记者 张文鸣 通讯员 李国荣 陈晓明;首次实现水平段地层压力实时监测[N];中国石油报;2007年
6 伍秋涛;一种实时监测水胶干复上胶量的方法[N];中国包装报;2008年
7 孙传报 张晓斐;邢东矿35千伏变电所实现无线测温实时监测[N];科技日报;2009年
8 本报记者 李剑琦;西门子成功并购RVSI Acuity CiMatrix 意欲扩充机器视觉版图[N];机电商报;2005年
9 ;安徽引入气象卫星实时监测巢湖蓝藻发展动向[N];中国高新技术产业导报;2008年
10 记者 刘宇鑫 刘冕 王东亮;3万公里地下管线收进数据库[N];北京日报;2007年
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1 徐剑坤;基于机器视觉的巷道变形实时监测预警技术研究[D];中国矿业大学;2012年
2 龚爱平;基于嵌入式机器视觉的信息采集与处理技术研究[D];浙江大学;2013年
3 丁萌;空间探测器着陆过程中的机器视觉关键技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
4 盛遵冰;机器视觉图像检测与定位系统关键技术研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
5 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
6 许海霞;机器视觉标定与目标检测跟踪方法及其应用研究[D];湖南大学;2011年
7 成芳;稻种质量的机器视觉无损检测研究[D];浙江大学;2004年
8 刘璎瑛;基于机器视觉的稻米品质评判方法研究[D];南京农业大学;2010年
9 李晓丽;基于机器视觉及光谱技术的茶叶品质无损检测方法研究[D];浙江大学;2009年
10 刘洪江;基于机器视觉的毛杆缺陷检测技术的研究[D];广东工业大学;2011年
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1 吴珂;基于机器视觉的弹片质量在线检测系统[D];重庆大学;2010年
2 程现彬;基于机器视觉的小直径工件检测系统的研究[D];合肥工业大学;2010年
3 袁云峰;基于机器视觉的溶液pH值测试的试验研究[D];广西大学;2002年
4 晁攀攀;基于机器视觉的贵金属复合带焊接质量在线检测技术研究[D];电子科技大学;2010年
5 刘华冠;基于机器视觉的袋装物料位姿自动识别研究[D];济南大学;2011年
6 阮晓虹;基于机器视觉的触点零件在线检测系统研究[D];上海交通大学;2010年
7 刘学山;基于机器视觉的锂离子电池极片检测系统的研究与设计[D];华南理工大学;2010年
8 王强;基于机器视觉的检测识别系统研究及应用[D];电子科技大学;2010年
9 王磊;基于机器视觉的电池表面缺陷检测技术研究[D];中国科学技术大学;2011年
10 赵娇洁;基于机器视觉的汽车轮毂形状识别算法研究[D];沈阳师范大学;2011年
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