检索结果-内蒙古大学图书馆

煤田地质与勘探 2023年第10期51卷 27-36页

作者：胡晋玮奚峥皓徐国忠李忠峰刘翔上海工程技术大学电子电气工程学院上海201620 辽宁科技大学化工学院辽宁鞍山114051 营口理工学院电气工程学院辽宁营口115000

煤岩显微组分组的识别对分析煤炭化学性质起到关键作用。人工识别方法费时费力,且专业性要求较高。现有的计算机辅助识别有效方法多以深度学习语义分割模型为手段,但因煤岩显微图像组成复杂,且存在过渡组分,因此无法准确识别煤岩显微组... 详细信息

煤岩显微组分组的识别对分析煤炭化学性质起到关键作用。人工识别方法费时费力,且专业性要求较高。现有的计算机辅助识别有效方法多以深度学习语义分割模型为手段,但因煤岩显微图像组成复杂,且存在过渡组分,因此无法准确识别煤岩显微组分组。针对此问题,提出改进的DeeplabV3+语义分割模型,在改进模型中引入Swin Transformer骨干网络和SkNet网络。首先,针对煤岩显微图像各个组分组交错杂糅且存在过渡组分,特征提取困难,利用Swin Transformer骨干网络作为基础特征提取网络,提升模型对煤岩显微图像每种组分组的特征提取能力,并使得分割网络获得特征间信息交互的能力;其次,针对在模型中空洞空间卷积池化金字塔模块对特征利用率低的问题,将SkNet网络融入空洞空间卷积池化金字塔模块,强化空洞空间卷积池化金字塔模块对重要特征的提取能力,并抑制非必要特征对最终预测结果的干扰;最后,将改进的DeeplabV3+模型与现有先进算法通过实验进行性能比较,结果表明:改进的DeeplabV3+语义分割模型在煤岩显微图像测试集上的像素准确率为92.06%,与随机森林方法、U-Net语义分割模型和DeeplabV3+语义分割模型相比像素准确率分别提高了9.48%、6.90%和3.40%;改进的DeeplabV3+语义分割模型与人工点测方法测试结果相近。改进的DeeplabV3+语义分割模型较现有煤岩显微组分组自动识别模型性能更优,可作为一种强大的计算机辅助人工识别煤岩显微组分组的手段。

关键词：煤岩显微图像显微组分组自动化测试语义分割模型 Swin Transformer SkNet

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一种U型煤岩显微组分组语义分割网络模型

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煤炭学报 2025年

作者：王培珍周峰张克汪旋张代林安徽工业大学电气与信息工程学院东北大学计算机科学与工程学院安徽工业大学煤的洁净转化与高值化利用安徽省重点实验室

煤岩显微组分组的语义分割是采用图像技术对其显微组分组含量进行自动测定的重要前提。为了提高煤岩显微组分组识别的准确性，根据煤岩显微图像的特点，基于U-Net网络模型的架构，提出一种用于煤岩显微组分组语义分割的U型深度学习模型... 详细信息

煤岩显微组分组的语义分割是采用图像技术对其显微组分组含量进行自动测定的重要前提。为了提高煤岩显微组分组识别的准确性，根据煤岩显微图像的特点，基于U-Net网络模型的架构，提出一种用于煤岩显微组分组语义分割的U型深度学习模型。首先，采用基于组混合注意力机制搭建的Transformer主干网络构建U型网络的编码器，并通过多个尺度特征的聚合及自注意力机制实现特征信息更全面的聚合，使模型对复杂图像中的结构信息更敏感。其次，在编码器末端级联空洞空间卷积池化金字塔模块，以在不降低特征图分辨率的前提下扩大感受野。最后，构建邻层减法模块以聚合不同尺度的编码器和解码器之间的差异特征，通过改进层级间信息聚合的方式，更有效地整合高层次的语义信息与低层次的细节信息，提供更丰富的特征表达，使模型在具有复杂结构的煤岩显微图像和多尺度目标的分割上具有更好的精度和鲁棒性。针对现有方法多数针对单一煤种或单一目标，构建了包含不同煤化程度的煤岩显微组分组语义分割数据集，采用该数据集训练所提语义分割模型，实现了适应于多种煤阶的煤岩显微组分组的多目标同时分割与解释，结果表明本文提出的网络其mDice系数可达93.39%，平均交并比(mIoU)为88.19%，像素准确率(PA)为96.50%，比U-Net原型网络分别提升了4.48%、7.32%和2.82%。将由模型计算所得煤岩显微组分组的数据与人工测定的结果间进行比较，极差小于4%的占比为95.3%，验证了本文所提的语义分割模型在煤岩组分组语义分割中的适应性与稳定性。

关键词：煤岩显微组分组显微图像 U-Net 语义分割深度学习

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不同煤岩显微组分组的孔隙结构及吸附性能研究

不同煤岩显微组分组的孔隙结构及吸附性能研究

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作者：喻天成中国地质大学(北京)

学位级别：硕士

煤岩显微组成复杂多样,不同显微组分组有不同的物质组成、孔隙结构和吸附性能。从显微组分组层次能更深刻的评价煤岩的孔隙演化和吸附解吸规律。以山西省河曲、荣泰、赵庄三个煤矿的低中高三种不同煤阶煤质煤为研究对象,基于不同密度液... 详细信息

煤岩显微组成复杂多样,不同显微组分组有不同的物质组成、孔隙结构和吸附性能。从显微组分组层次能更深刻的评价煤岩的孔隙演化和吸附解吸规律。以山西省河曲、荣泰、赵庄三个煤矿的低中高三种不同煤阶煤质煤为研究对象,基于不同密度液重力浮选,分离得到不同显微组分组的煤样,开展粉煤光片制作、镜下显微组分组观测定量、工业分析、低温液氮吸附、二氧化碳吸附、甲烷等温吸附实验,厘定不同煤岩显微组分组随煤阶变化的孔隙结构演化过程,确定甲烷在不同煤岩显微组分组中的吸附解吸以及扩散性能,并进一步讨论了不同显微组分组的组分含量、孔隙结构和吸附扩散性能之间的关系。主要研究成果如下:(1)基于镜质组和惰质组的密度差异,分离出不同含量显微组分组的煤粉:60-80目粒径样品有利于镜质组的分离获取,120-150目粒径样品有利于惰质组的分离获取,镜质组和惰质组的润湿性的不同导致200目以上煤粉不利于分离浮选。(2)利用低温液氮吸附、低温二氧化碳吸附实验,研究了不同分离样品的孔隙形态、孔径分布和分形特征。确定了三个煤阶样品均表现出分离煤样孔隙形态与原煤样品形态相似,随惰质组含量增加,BJH总孔体积增加,BET比表面整体增加的趋势。随煤化作用加深,煤样表面粗糙程度有先减小后增加的趋势,同种煤样镜质组富集物的分形维数一般小于惰质组富集物的分形维数。(3)基于双孔扩散模型,探讨了变质程度、压力、粒径和显微组分组含量对甲烷扩散规律的影响,低压、高惰质组含量、高目数均有利于甲烷扩散,煤阶对甲烷扩散系数的影响呈现出长焰煤>贫煤>焦煤。(4)揭示了惰质组、镜质组含量与吸附能力的关系,在中低煤阶阶段惰质组具有更大的孔体积和比表面,导致惰质组吸附能力强于镜质组的现象;随演化程度的增高,惰质组性质稳定,结构变化不大,镜质组大量生烃生成许多新的超微孔(孔径0-2nm),高煤阶煤的镜质组更加富集小孔径孔隙,其吸附能力强于惰质组。

关键词：显微组分组重液分离孔隙结构吸附扩散

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煤岩显微组分组图像自动识别系统与关键技术

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煤炭学报 2019年第10期44卷 3085-3097页

作者：宋孝忠张群煤炭科学研究总院北京100013 中煤科工集团西安研究院有限公司陕西西安710077

煤化程度和显微组分组成决定着煤的物理化学性质和工艺性质。煤的镜质组反射率和显微组分的煤岩自动化测定,不仅可以减少传统人工测定产生的差异,而且速度快、效率高,使煤岩测定结果应用于煤炭分类、煤炭加工利用等领域成为可能。国内... 详细信息

煤化程度和显微组分组成决定着煤的物理化学性质和工艺性质。煤的镜质组反射率和显微组分的煤岩自动化测定,不仅可以减少传统人工测定产生的差异,而且速度快、效率高,使煤岩测定结果应用于煤炭分类、煤炭加工利用等领域成为可能。国内外在煤岩自动化测定方面开展过大量研究工作,实现了镜质组反射率自动测定。但是由于煤岩显微组成和煤化程度影响的复杂性,显微组分的自动识别和图像分析测定仍然面临诸多难题。针对以上问题:①研制了煤岩显微图像自动采集硬件平台,具有显微镜自动聚焦、自动扫描和显微图像自动采集三大功能模块,建立了煤岩显微组分组图像自动识别工作流程;②开发了显微图像去噪预处理技术,可实现黏结剂与壳质组有效分割、受下方煤颗粒反射影响变亮黏结剂等的有效剔除,形成了基于Prewitt算子的煤岩显微组分假边界图像剔除技术;③开发出基于K均值聚类的煤岩显微组分组图像自动分割和识别技术;④形成了烟煤的煤岩显微组分组图像自动识别系统。应用本文研发的技术,对我国不同变质阶段烟煤的代表性煤样进行煤岩显微图像自动采集和显微组分组自动识别测定,并将测定结果与国内资深煤岩专家人工鉴定的标准结果进行比对。结果表明,两种方法测定的45个样品镜质组、惰质组、壳质组的极差平均值分别仅有2.3%,2.3%,1.5%;按照国家标准GB/T 18510—2001给出的准确度分析方法,获得3个显微组分组的统计量t c

关键词：显微组分组自动识别图像分析 K均值聚类算法软件系统

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烟煤显微组分组图像自动识别技术研究及应用

烟煤显微组分组图像自动识别技术研究及应用

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作者：宋孝忠煤炭科学研究总院

学位级别：博士

煤化程度和显微组分组成决定着煤的物理化学性质和工艺性质及工业用途。煤的镜质体反射率和煤岩显微组分的自动化测定,不仅能够解决人工检测存在的劳动强度大、工作效率低、数据可对比性差的实际问题,而且可以大力推进煤岩参数指标在煤... 详细信息

煤化程度和显微组分组成决定着煤的物理化学性质和工艺性质及工业用途。煤的镜质体反射率和煤岩显微组分的自动化测定,不仅能够解决人工检测存在的劳动强度大、工作效率低、数据可对比性差的实际问题,而且可以大力推进煤岩参数指标在煤炭分类和炼焦配煤等工业中的应用。国内外在煤岩自动化测定方面开展过大量研究工作,但是由于受煤岩显微组成及变化的复杂性影响,煤岩显微组分自动化测定仍然面临诸多技术难题没有解决。本文应用煤田地质学、煤岩学、机械制造与自动控制、数字图像处理、计算机软件开发等理论、方法和技术,开展了基于反光显微镜的自动扫描与聚焦装置研制,进行了煤岩显微图像质量影响因素及关键采集参数优选、煤岩显微图像预处理、显微组分组图像自动识别等方法和技术研究及软件开发,并应用研究成果对我国不同成煤时代系列煤化程度代表性煤样进行了测定验证,取得了以下主要研究成果:(1)设计研制出基于反光显微镜的自动扫描与聚焦装置,开发了基于多窗口聚焦评价和搜索的煤岩显微图像自动聚焦技术,形成了煤岩显微图像自动采集硬件平台,实现了煤岩显微图像的自动快速高效采集和存储。(2)揭示了影响煤岩显微图像采集质量的主控因素,提出了不同煤化程度煤的煤岩显微图像采集使用的光源强度和曝光时间最佳参数优选方法和数学模型。(3)提出了基于多尺度混合特征提取的黏结剂显微图像区域有效剔除方法;发现了煤岩显微图像中显微成分彼此之间存在的灰度异常边界,揭示了其形成原因,构建了基于Prewitt算子边缘检测的显微成分灰度异常边界剔除方法,开发出煤岩显微图像预处理技术。(4)首次开发出GKMC煤岩显微组分组自动图像分割识别算法,即基于高斯改进K-means聚类的煤岩显微组分组自动图像分割识别算法,并基于Matlab数学软件工具编写了算法程序。(5)创新形成了具有自主知识产权的GKMC煤岩显微组分组图像法自动化测定技术及装备系统。应用该套技术装备系统对我国不同成煤时代系列煤化程度的45个代表性煤样进行了煤岩显微图像自动采集和显微组分组自动测定,并将测定结果与国内公认的权威煤岩专家人工鉴定的标准结果进行了比对。结果表明,两种方法测定的45个样品镜质组、惰质组、壳质组的极差平均值分别为2.3%、2.3%、1.5%。按照国家标准GB/T18510-2001给出的准确度分析方法获得的三种显微组分组统计量(tc)都小于(n-1)自由度下临界值(tt),显示该方法与人工鉴定方法没有偏倚。由此表明,本文开发出的这套技术装备系统能够实现煤岩显微组分组的自动化高效快速测定,测定结果重复性好、准确性高。

关键词：煤岩显微图像显微组分组自动扫描与聚焦装置自动采集图像预处理 GKMC图像分割算法自动测定

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煤岩显微图像假边界对显微组分组自动识别的影响

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煤田地质与勘探 2019年第6期47卷 45-50页

作者：宋孝忠煤炭科学研究总院中煤科工集团西安研究院有限公司

在利用图像分析技术进行煤岩自动化检测过程中,发现煤岩显微图像中各种成分的边界表现为"镶边"状的灰度过渡区,过渡区像素点灰度不能反映其两侧显微成分的真实灰度。为了分析这种假边界对煤岩显微组分组识别检测的影响,通过... 详细信息

在利用图像分析技术进行煤岩自动化检测过程中,发现煤岩显微图像中各种成分的边界表现为"镶边"状的灰度过渡区,过渡区像素点灰度不能反映其两侧显微成分的真实灰度。为了分析这种假边界对煤岩显微组分组识别检测的影响,通过对全国大量煤岩样品所采集显微图像分析的基础上,对各种相邻成分间假边界的特征、成因进行了分析。假边界一般多呈环状、条带状"镶边"形态,呈现出与相邻成分灰度相衔接的灰度斜坡特征,假边界灰度斜坡宽度与煤岩显微图像中各种成分的组合类型相关。假边界的形成是由于煤中各种成分的硬度及韧性差异引起突起高低不同,成像时在不同成分的边界呈现灰度斜坡。选取10个不同变质阶段代表性煤样,利用Prewitt算子对样本假边界进行边缘检测提取,提取的假边界过渡区像素占比整体煤颗粒图像的10%~27%;并将测定结果与国内资深煤岩专家人工鉴定的标准结果进行比对,结果表明,剔除假边界后测定的镜质组、惰质组、壳质组的极差远低于未剔除假边界的极差,更为接近人工鉴定结果。

关键词：显微图像显微组分组假边界灰度斜坡边缘检测自动图像识别

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炼焦精煤显微组分组体积含量与质量含量对比研究

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煤质技术 2017年第4期32卷 5-8页

作者：张宇宏煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京100013

根据国内炼焦煤洗选厂分布特点,采取了国内主要炼焦煤产地的洗精煤,研究了炼焦精煤煤岩组分矿物含量与煤的灰分的差值水平,分析了煤岩组分中矿物含量低于灰分的原因。研究表明,煤中矿物的真密度大和油浸物镜下黏土类矿物等的鉴别能力低... 详细信息

根据国内炼焦煤洗选厂分布特点,采取了国内主要炼焦煤产地的洗精煤,研究了炼焦精煤煤岩组分矿物含量与煤的灰分的差值水平,分析了煤岩组分中矿物含量低于灰分的原因。研究表明,煤中矿物的真密度大和油浸物镜下黏土类矿物等的鉴别能力低是煤岩组分中矿物含量偏低于灰分的主要原因,煤岩组分中矿物含量测值为煤岩光片表面的面积占比等也是影响测值准确度的原因之一。结合炼焦精煤煤岩组分中矿物含量与灰分的关系、炼焦精煤煤岩组分测值与煤岩组分质量含量关系研究,提出了预测煤中矿物的质量含量和去矿物基壳质组、镜质组和惰质组等显微组分组质量含量的方法。

关键词：炼焦精煤煤岩组分显微组分组矿物含量质量含量

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混煤的镜质体反射率直方图解读

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煤质技术 2019年第2期34卷 39-41,54页

作者：冯文平孝义市鹏飞实业有限公司山西孝义032300

针对混煤的镜质体反射率直方图解读过程中出现的常见问题,分析了煤的镜质体反射率与煤种之间的关系,认为不同煤种的镜质体反射率有互相重叠之处,仅通过煤的镜质体反射率指标只能给出可能的煤种;解释了混煤判别中的单种煤比例与实际单种... 详细信息

针对混煤的镜质体反射率直方图解读过程中出现的常见问题,分析了煤的镜质体反射率与煤种之间的关系,认为不同煤种的镜质体反射率有互相重叠之处,仅通过煤的镜质体反射率指标只能给出可能的煤种;解释了混煤判别中的单种煤比例与实际单种煤质量比例的关系,认为混煤判别中的单种煤比例确切应称之为混煤中单种煤的基质镜质体与均质镜质体的体积比。混煤判别只能定性给出,而混煤中单种煤质量占比不能准确定量得到。

关键词：镜质体反射率直方图煤种混煤判别显微组分组质量含量基质镜质体均质镜质体单种煤比例

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混煤的镜质体反射率直方图解读

混煤的镜质体反射率直方图解读

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第三届国际炼焦配煤技术高峰论坛

作者：张宇宏煤炭科学技术研究院有限公司煤化工分院北京 100013 煤炭资源高效开采与洁净利用国家重点实验室北京 100013

本文提出了混煤的镜质体反射率直方图解读过程中出现的常见问题，分析了煤的镜质体反射率与煤种之间的关系，认为不同煤种的镜质体反射率有互相重叠之处，仅通过煤的镜质体反射率指标只能给出可能的煤种;解释了混煤判别中"单种煤比... 详细信息

本文提出了混煤的镜质体反射率直方图解读过程中出现的常见问题，分析了煤的镜质体反射率与煤种之间的关系，认为不同煤种的镜质体反射率有互相重叠之处，仅通过煤的镜质体反射率指标只能给出可能的煤种;解释了混煤判别中"单种煤比例"与实际单种煤质量比例的关系，认为混煤判别中"单种煤比例"确切应称之为混煤中单种煤的基质镜质体和均质镜质体的体积比。混煤判别只能定性给出，不能得到"混煤中单种煤质量占比"。

关键词：镜质体反射率煤种混煤鉴别显微组分组质量含量

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