煤矿井下作业环境复杂，存在各种潜在的安全风险，其中矿井下作业人员的安全帽佩戴情况是保障安全的重要一环。为了提升煤矿安全管理的智能化水平，科研人员创建了专门针对煤矿井下场景的数据集，特别是针对煤矿工人佩戴安全帽的情况，以及钻场钻机设备的监测。这一数据集采用了Pascal VOC格式与YOLO格式两种通用的数据标注形式，包含了超过七万张标注图片，旨在通过计算机视觉技术，特别是深度学习方法，实现对矿井下作业场景中安全帽佩戴情况的自动检测，以及钻机卡盘等关键设备的监测。 该数据集包含了70677张图片，每张图片均配有对应的标注信息，标注文件包括VOC格式的xml文件和YOLO格式的txt文件。图片分辨率统一为1280x720，覆盖了五种类别的目标，分别为安全帽、煤矿工人、夹持器、钻杆以及钻机卡盘。这些类别分别用中文和英文表示，其中“anquanmao”对应“安全帽”，“gongren”对应“煤矿工人”，“jiachiqi”对应“夹持器”，“zuangan”对应“钻杆”，“zuanjikapan”对应“钻机卡盘”。每个类别都进行了详细的矩形框标注，分别统计出各类别在数据集中所占的框数。例如，“安全帽”标注的框数为31118个，“煤矿工人”标注的框数为39479个，其他类别也有相应的标注数量。 在标注过程中，科研人员使用了名为labelImg的标注工具，这是一种广泛应用于目标检测任务的图像标注工具。对于标注规则，采用了矩形框标注方法，简单直观地对目标类别进行了框选，框选的矩形框精确地覆盖了目标对象。 此外，数据集的制作者也强调了数据集的使用目的，即仅作为提供准确合理标注图片的工具，不包含对最终训练模型或权重文件精度的任何保证。虽然不提供任何关于模型精度的保证，但是数据集的详细和规范的标注为研究人员提供了一个高质量的研究基础，可以应用在深度学习、计算机视觉以及自动化检测等多个领域，以改善矿井作业的安全性，从而有效地预防矿难事故的发生。 重要的是，对于此类数据集的使用，研究者和开发者应当遵守相关的法律和道德标准，确保数据集的应用不会侵犯个人隐私和知识产权，并且不应对真实世界中的作业安全产生负面影响。实际应用中，这套数据集结合相应的图像识别与检测算法，可以大大降低人工监督的工作量，为煤矿井下的作业安全提供实时的智能监测支持。 与此同时，这套数据集的发布也反映了当前机器学习、计算机视觉技术在工业安全领域的应用趋势。随着技术的持续进步，未来有望在矿井监控、自动化巡检、异常事件预测等多方面发挥更大作用，提高矿井工作的自动化与智能化水平，从根本上保障矿工的安全和提高矿井生产效率。

在分析了煤层气车载钻机的应用区域及功能的基础上,研制了一套远程电液控制系统,以提高钻机自动化技术水平及减少人员安全隐患。该系统主要由电液双控液压阀、摄像头及远程控制台构成,选用CAN总线通讯与钻机电控系统快速配接;远程控制台内部以控制器为核心,介绍了钻机控制需求及信号型式;详细描述了以CoDeSys软件设计中手柄模拟量输入及比例阀PWM信号输出的编写方法。施工应用表明:该系统能够实现钻机的远程电控操作,比例阀响应时间在0. 8s以内,可靠性高、便携性强,同时简化了远距离管线布置,使司钻人员远离井口,降低了劳动强度,提高了施工安全性。

针对煤矿井下钻机在进行大倾角钻进时,机架倾角调节困难,易发生倾覆的现象,提出了全方位履带钻机钻孔施工的工艺方法,研制了ZY-850L矿用履带式全方位钻机。详细介绍了钻机的结构特点及主要参数,详细论述了钻机的总体布局、液压系统及关键部件的强度分析。通过实验室及现场应用证明:该钻机满足实际生产要求,尤其在大倾角施工时,操作安全、方便、快捷,为同类钻机设计提供参考和依据。

针对深海钻机的使用环境，设计并实现了甲板实时操作钻机的一款手操器。该手操器由基于STM32F103VCT6微控制器的控制板以及一些外部输入输出设备所组成，其与钻机系统通过串口通信。由于甲板手操器与海底钻机距离较长，且串口传输距离有限，因此以光纤传输为中继。

为了能够有效杜绝煤与瓦斯突出、打钻机械伤人事故的发生,设计了一种井下瓦斯抽采钻机远程控制系统。该系统采用PLC控制技术、视频及声音监视技术和远程数据无线传输技术,操作人员利用地面操作台操作手柄和按钮,借助远程视频和声音监视完成远程控制钻机的钻进和钻杆的自动装卸,从而实现了井下瓦斯的无人化抽采。井下试运行结果表明,该系统运行稳定、可靠。

以全液压钻机的重要部件给进机身为研究对象,应用ABAQUS软件对给进机身进行模态分析及谐响应分析,得到其结构相对薄弱的部位、固有频率与各阶的振型,实现钻机给进机身的可靠设计,为全液压钻机给进装置改进设计提供基础,对其他全液压钻机进机身的优化设计具有参考价值。

针对露天矿用凿岩用LWD-200B钻机的自动钻进系统的时变、多目标性和非线性的特点,提出了利用模糊控制器对钻机主回转马达恒钻压给进的控制方案。将采样时获得基础参量的误差和误差变化信号送入模糊单元,模糊推理后对主马达的流量实施控制。LWD-200B露天矿用钻机智能控制系统采用最优决策与控制自动钻进过程,实现全面最优化自动化钻孔,调控各种工艺参数,保持着最优值钻孔,具有最好的经济效益。

介绍了液压锚杆钻机的工作原理,并对影响锚杆钻机钻进性能的因素做了简单分析。设计研究了负载敏感变量系统液压锚杆钻机,并进行加载试验,通过测试数据的对比分析得出,负载敏感变量系统液压锚杆钻机有效地解决了普通锚杆钻机在作业过程中出现的各种缺陷,提高了锚杆钻机的钻进效率。

掘进机液压系统与机载锚杆钻机液压系统组成共泵系统,液压泵采用恒功率、恒压、负载敏感,控制阀采用负载敏感液压比例多路换向阀,系统的切换用先导式二位六通换向阀完成,实现2套系统的互锁。

现役海洋石油钻机的井控系统与起升、旋转和循环等系统的控制系统相对独立,完全依靠人工进行观测、判断和处理它们之间的逻辑关系,造成误操作的情况时有发生,导致较大的经济损失。根据井控系统的特点及与其他钻机系统之间的逻辑关系,利用PLC技术及相关的网络技术,通过设计软件实现井控系统与其他钻井系统安全互锁,避免误操作,提高设备完整性、可靠性和安全性。