基于语义分割的水稻叶瘟病分割与分级方法

针对传统叶瘟病分割和分级方法在效率、准确率等方面存在的问题,提出一种基于语义分割的水稻叶瘟病分割与分级方法。首先,对CO39品种水稻叶片进行图像采集,使用Labelme标注软件对图像叶片和病斑进行标注,建立叶片数据集;然后采用不同的卷积神经网络作为U-Net、DeepLabV3+的主干特征提取网络,构建3种水稻叶片分割模型,分别为VGG16-UNet、ResNet50-UNet、MobileNetV2-DeepLabV3+,对水稻叶片、病斑进行分割,根据叶瘟病分级标准与等级计算公式,确定水稻叶片的叶瘟病等级,在此过程中,对比3种模型的分割性能。结果表明,VGG16-UNet模型为最优模型,在平均像素精度、平均交并比和F1分数上分别达到了86.87%、80.68%和88.48%,能够有效满足水稻叶瘟病分割和分级的实际需求。该方法为开发叶瘟病智能分级系统提供了理论依据,可为其他作物病害的分级研究提供参考。

基于高密度基因芯片的福恢2165重要农艺性状分子基础解析

【目的】福恢2165作为一种表现优良的恢复系,具有株叶形态好、配合力高、抗稻瘟病和米质优等特点。因此,明确福恢2165重要农艺性状的分子基础,可以为材料改良和杂交稻育种提供参考,促进福恢2165在水稻生产中的安全应用。【方法】评价福恢2165对稻瘟病的抗性表现,并通过水稻全基因组芯片技术分析材料的纯合度及基因组片段来源。检测与产量、抗非生物和生物逆境、品质、生育期、育性和株型等重要农艺性状相关的功能基因。对福恢2165及其亲本进行抗病相关基因的单倍型分析。【结果】福恢2165显示出稳定的稻瘟病抗性,其基因型纯合度高,遗传背景单一。基因组片段来源分析表明,福恢2165的基因组片段更多来自于华航丝苗和蜀恢527。功能基因检测结果表明,福恢2165聚合了多个与重要农艺性状相关的调控基因。此外,单倍型分析进一步揭示了福恢2165含有丰富的抗稻瘟病相关基因资源。【结论】通过深入分析福恢2165的基因型特征和重要农艺性状相关基因,揭示了其遗传特性和抗病性的分子基础。这些结果为福恢2165的遗传改良和育种利用提供了新的理论支持和实践指导。

爆炸荷载下预制节段拼装双层钢管混凝土墩柱的动力响应数值模拟

为提升装配式公路桥梁的抗爆防护能力,提出了一种新型预制节段拼装双层钢管混凝土(PS-CFDST)组合墩柱.基于非线性显式动力分析程序LS-DYNA建立了新型PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下动力响应分析的精细有限元模型,并通过已有试验结果验证了模型的准确性.对爆炸荷载作用下PS-CFDST墩柱的动力响应进行数值模拟分析,研究了PS-CFDST墩柱在爆炸荷载作用下的破坏过程、损伤机理和耗能机制.运用参数化分析方法,研究了爆炸距离、节段数量和预应力水平等关键参数对PS-CFDST墩柱动力响应的影响,并在此基础上提出了PS-CFDST墩柱的抗爆设计建议.结果表明:PS-CFDST墩柱除通过材料塑性损伤耗能之外,节段接缝界面滑移耗能机制对耗能贡献可达40%以上;增大墩柱可接近距离是提升墩柱抗爆安全性的有效手段,增大预应力有利于减小柱中最大水平位移和墩底剪切滑移,从而提升PS-CFDST墩柱的抗爆性能.

某巷道掘进数码电子雷管微差分段爆破方案研究

为确定安徽开发矿业公司巷道掘进数码电子雷管微差分段爆破方案,首先通过理论计算,设计3种不同的分段爆破试验方案,然后通过开展现场试验,分析各方案的炮孔利用率、爆堆形态和爆破振动。结果表明:雷管分段数量对炮孔利用率及爆堆形态影响不大,但是随着分段数量的增加,围岩爆破后的大块率减少,爆破振动相对降低,对围岩的扰动较小,爆破效果更好。最终确定了巷道掘进的数码电子雷管10段微差爆破方案。

复杂环境石方开挖精准控制安全爆破施工工法

本文针对复杂环境的石方爆破施工进度慢、爆渣大块率高、安全警戒难度大等技术难题,研发了精准控制爆破技术、分段间隔装药技术和无人机辅助警戒技术,实现了低振动速度、小块径爆渣、安全警戒的爆破作业,并形成了复杂环境石方开挖间隔装药精准控制爆破施工工法,可为类似工程石方爆破施工提供参考和借鉴。

基于深度学习技术的爆堆块度识别方法研究

在露天矿爆破开采过程中,大块率是评价爆破质量的一个重要指标。较高的大块率不仅会大大降低采装效率,同时也增加二次破岩的费用,因此大块率统计是露天矿开采中一项重要工作。针对目前矿山存在的矿岩大块率统计复杂且准确性不高的问题,以乌努格吐山铜钼矿为研究对象,收集了矿区内台阶爆破爆堆图像数据,构建了基于深度学习的爆堆大块率统计模型。首先基于U-net矿岩图像分割模型,初步分割标注处理的数据集,建立了矿岩轮廓初次分割效果图。在残差学习模块基础上,改进Resu-net模型,优化训练标注数据,获得了最终矿岩轮廓分割效果图。最后,采用OpenCV图像处理技术,通过最小外接矩形法确定了爆堆块度尺度信息。结果表明,本研究提出的U-net+Resu-net爆堆块度优化分割模型准确率达到97.84%,爆堆矿岩图像分割数据较准确。通过OpenCV技术与相机单目成像原理相结合的方法,实现了倾斜爆堆矿岩图像的爆堆块度统计。此外,所开发的交互式界面操作简单,可快速统计大块尺寸。满洲里乌努格吐山铜钼矿的应用表明,该方法可高效、准确统计爆堆块度,具有一定的推广价值。

不同爆破开挖工况下盾构管片的响应分析

为分析联络通道爆破开挖时盾构管片的动力响应,基于青岛地铁8号线盾构区间工程,进行了现场振动监测,得出掏槽爆破对管片的振动影响最为强烈的结果。进而基于现场掏槽孔装药量利用MIDAS-GTS NX模拟软件建立三维模型,对联络通道出洞、进洞8种不同间距爆破作用下盾构管片的振动、应力的响应规律进行分析,得出:在相同的爆破间距下,相比于进洞爆破,出洞爆破对临近盾构隧道管片的振动影响更为强烈,最大振动速度是进洞爆破的2.9~3.4倍,且随间距的减小振速递增幅度增大;在安全允许振速20 cm·s^(-1)下,出洞爆破时爆破间距应大于5.0 m,进洞爆破时爆破间距应大于1.25 m,未开挖部分岩石采用非爆破法进行开挖;开口管片应力集中明显,最大主应力的位置随间距的减小,表现为矩形开口底部,到矩形开口侧边的横纵缝相交处,最后到矩形开口上部的两侧顶角;对联络通道与盾构隧道近接交叉部位管片的进行切割,形成的开口不完整结构会减弱自身内侧在爆破荷载下的最大主应力,但会造成自身外侧产生小范围的应力集中,使其成为盾构隧道衬砌结构最为薄弱的位置。

基于点渲染的多分支融合露天矿爆堆块体精细分割方法

现代矿产开采中,爆破成本控制占据整个矿产开采的成本控制的很大一部分,这使得爆破效果的控制在整个矿产开采流程中至关重要,而爆破效果的控制与爆破参数直接关联,这需要采集现场真实的数据来指导爆破参数的优化。为解决当前对于矿区现场爆堆块度识别时存在的精度低、实时性差、泛化性能弱等问题,基于爆破参数优化的需要,提出了深度学习框架下的爆堆块体精细分割方法(Point+S Deeplabv3+)。首先模型在骨干网络特征提取部分引入多分支可分离注意力机制,学习不同通道间的权重特征并融合,改善了提取特征时跨通道交互缺乏的问题;在解码阶段,运用点渲染模块,通过迭代选取点在不同尺度特征图的特征,逐步对每个点对应的低级语义特征和高级语义特征进行拼接,解决了上采样时大量丢失语义信息、边缘及小目标分割精度降低的问题;最后使用动态学习率调整策略,加快模型的收敛速度。实验结果表明,基于Point+S Deeplabv3+模型的MPA和MIoU分别达到了94.36%和89.04%,对比主流的语义分割网络,如FCN、UNet、PSPnet和Deeplabv3+相比,基于Point+S Deeplabv3+的模型MPA和MIoU分别提升了3.04%、4.44%、2.79%、1.52%和2.95%、4.36%、3.17%、1.88%,具有更好的综合性能,特别对于边缘和小目标的分割效果有明显改进。因此,基于Point+S Deeplabv3+的分割模型为在爆破现场环境下的爆破参数优化数据采集提供了实时便利、可靠的理论依据。

基于爆破矿石图像分割优化算法的大块率统计方法

矿石图像分割效果受光照条件、目标密集性及边缘对比度低等因素制约,致使大块率统计精度偏低.为此以鞍千矿爆破矿石图像为数据源,首先利用双边滤波算法去除特征增强后的图像噪声,然后分别采用自适应阈值算法和整体嵌套边缘检测(holistically-nested edge detection, HED)算法初步分割矿石图像,再利用形态学和去除连通域算法去除因矿石表面纹理形成的分割孔洞,进一步融合两种分割结果,引入基于距离运算的分水岭算法消除矿石图像欠分割现象,最终实现矿石图像的优化分割.研究结果表明,该方法可有效提高爆破矿石图像分割准确性,实现露天矿爆破大块率精确统计,为爆破效果智能评价提供技术支持.

我国煤矿岩巷爆破掘进发展历程与新技术研究进展

巷道是煤炭生产的动脉。基于岩巷钻爆法施工,从爆破关键技术、掘进装备、爆破器材等方面,系统梳理了我国煤矿岩巷爆破掘进经历了爆破质量控制、掘进速度提升和巷道安全服役保障3个阶段的发展历程。在总结分析3个阶段发展特点及历程的基础上,重点介绍了煤矿岩巷爆破新技术的研究进展及工程应用:(1)周边定向断裂控制爆破技术,控制了爆炸能量在介质中的分布,验证了聚能药包对于提升巷道轮廓成型质量、降低围岩损伤以及减少炮眼数量的作用。(2)掏槽眼超深爆破参数优化技术,超深与循环进尺和巷道轮廓面面积相关,超深值直接影响炮眼利用率和单耗,针对淮南顾北矿的典型案例,当超深为400 mm时,爆破效果最好。(3)孔内分段装药爆破技术,最优上段炸药占比为0.382,结合数码电子雷管进行分段起爆,开创了在煤矿巷道采用数码电子雷管爆破的先例。(4)“相似”掏槽爆破技术,从理论上分析了传统掏槽爆破与“相似”掏槽爆破的区别,提出并证实了均化抵抗线的重要性。综合应用上述爆破技术,使全断面爆破的炮眼数量从(5~6)S的平均水平降低至(3~4)S (S为巷道断面面积),实现了增加单循环进尺、提高炮眼利用率、控制巷道轮廓成型质量、降低围岩损伤等效果。从煤矿地下空间工程全生命周期来看,不断优化的爆破技术,降低了对围岩和结构体的循环动力扰动,保障了煤矿岩巷工程的长期服役安全。

切割拉槽中深孔孔内分段爆破数值模拟

针对大冶铁矿切割井上部难以施工至设计高度从而影响立槽高度问题,考虑在切割巷的拉槽中深孔采用孔内分段爆破方案,以使得切割立槽高度达到设计高度,并解决悬顶的安全问题。为分析切割拉槽中深孔孔内分段爆破效果,基于ANSYS/LS-DYNA有限元数值模拟软件,对孔内分段装药和不分段装药两种不同装药结构下中深孔爆破切割立槽处应力变化、损伤区域进行模拟计算研究。结果表明:越靠近模型中部,应力波的叠加作用越强,其有效应力更加集中,所产生的损伤破碎面积更大。在矽卡岩区域内,两种不同装药结构的爆破方式在切割立槽处产生的有效应力大小高于矽卡岩的破坏强度,均能在切割立槽处造成较大面积的损伤破碎。在磁铁矿区域内,分段装药爆破后产生的爆破高度更高,在切割立槽处所产生的有效应力更大,产生的破碎面积更广。结合大冶铁矿现场实际爆破试验,孔内分段爆破后可顺利将悬顶安全处理,使得切割立槽达到设计高度,解决了后期施工生产的难题。

基于U-Net和改进分水岭算法的露天矿爆堆矿石图像分割方法

爆破大块率是反映爆破效果的关键指标,其统计精度主要依赖于爆堆矿石图像分割的准确性。由于爆堆矿石图像中存在矿石目标分布密集、边缘对比度低等问题,致使传统图像分割方法难以准确分割爆堆矿石图像。因此,提出了一种基于U-Net和改进分水岭算法的露天矿爆堆矿石图像分割方法,以实现大块率的精准统计。首先利用无人机在哑巴岭露天矿爆破现场拍摄爆堆矿石图像,制作爆堆矿石图像数据集;然后利用深度学习算法建立了UNet网络架构,同时融合了高级语义信息和低级语义信息,建立了爆堆矿石图像分割模型,再利用训练后的模型对爆堆矿石图像进行初步分割,进一步采用基于距离运算的分水岭算法优化了分割结果;最后评估了该方法的分割精度。试验结果表明:该算法可准确分割露天矿爆堆矿石图像,为露天矿爆破大块率统计、爆破效果智能评价提供技术支持。

基于数值模拟的岩石巷道深孔分段装药掏槽爆破研究

随着炮孔深度增加,炮孔底处岩石夹制作用增强导致破岩效率和炮孔利用率较低,原有的连续装药方式不能解决上述问题。在这个基础上,研究了岩石巷道深孔分段装药掏槽爆破技术来提升掏槽爆破效率。使用光滑粒子流体动力学−有限元方法(SPH-FEM)建立了不同分段装药结构的单孔掏槽爆破模型,分析了不同模型爆破过程中岩石粒子抛掷速度、岩石抛掷数量以及爆破腔体特征。结果表明:不同装药结构会影响炮孔附近岩石的损伤范围,传统的连续装药结构在炮孔径向形成的损伤区域比分段装药结构大。此外,连续装药结构由于炸药集中在炮孔底部使得炸药能量分布不均匀,导致掏槽爆破效果差;采用分段装药结构可以增加岩石破碎数量和优化爆破腔体,岩石粒子在飞散过程中会产生2次加速现象;第一段装药比例较大或者较小会明显造成炸药能量利用不合理以及爆破腔体效果差。在模拟中设定的炮孔长度、岩石参数以及炸药性能条件下,当第一段装药比例为0.4时,深孔岩石巷道掘进掏槽爆破能够充分利用炸药能量,达到较好的掏槽爆破效果。将数值模拟得到的最优分段比例应用到现场巷道掘进爆破施工中,并利用数码电子雷管实现掏槽孔内2段炸药的延时起爆。现场试验结果表明分段装药能够在深孔掏槽爆破中创造良好的爆破效果以及提高炮孔利用率。

基于数码电子雷管的岩巷中深孔–孔内分段爆破破岩机制及应用

岩巷掘进中“速度的关键在掏槽”,针对目前掏槽爆破中破碎岩石难以抛掷、单循环进尺小、大块率高等问题,提出了中深孔–孔内分段爆破技术.采用数学建模,推导了中深孔–孔内分段爆破岩石抛掷所受的动、阻力公式;利用LS-DYNA进行数值模拟,分析了中深孔–孔内分段爆破应力波的传播规律,并比较了不同分段比例下有效应力变化情况;将中深孔–孔内分段爆破应用于现场,对比了单循环进尺、炮孔利用率、孔痕率及大块率等爆破效果指标.结果表明,中深孔–孔内分段爆破岩石抛掷所受的阻力比普通楔形掏槽爆破的阻力小,动力作用时间短,能量损失少,更易爆破成腔.提出了能够使破碎岩石完全抛掷出腔的措施,并初步确定孔内分段的最优比例为0.6.中深孔–孔内分段爆破增加了单循环进尺,提高了工作效率,具有良好的经济社会效益.

大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法在疆锋铁矿的实际应用

疆锋铁矿460 m以上矿体倾角大,为了寻找一种高效、安全、成本低的采矿方法,通过对空区极限跨度的研究,根据矿体赋存条件,提出采用大直径深孔侧向崩落分段空场嗣后充填法进行开采。此方法在分段爆破成井技术的应用取得较好效果,也为类似的矿山提供了工程实例。

大断面硬岩巷道复式楔形掏槽技术

为提高桑树坪二号井硬岩巷道的爆破掘进效率,对硬岩巷道的钻爆法优化方案进行分析。通过理论分析的方法,建立二阶二段复式楔形掏槽模型,对其爆破成腔过程进行讨论,并对楔形掏槽的槽腔进行受力分析。理论分析表明,在硬岩巷道爆破掘进中,多阶多段复式楔形掏槽爆破方式可以增大自由面,减小夹制作用,从而提高爆破效率。而经过优化后的现场试验结果也表明,岩巷爆破日掘进尺度由2.4 m提升到了4.8 m,爆破速度提高了2倍,巷道断面成型平整,能够满足矿井岩巷快速掘进的要求,同时也能为其他地质条件类似的爆破掘进工程提供技术指导。

分岔隧道过渡段的爆破振动特性研究

由于分岔隧道过渡段具有特殊的受力结构形式,爆破开挖产生的振动极易造成中隔墙和岩体失稳。以六月田分岔隧道过渡段为工程背景,对先行隧道的爆破振动进行实时监测。通过对爆破振动数据进行分析,得出先行隧道不同围岩级别、监测位置的振动波传播规律。运用三维数值模拟软件,对后行隧道爆破振动作用下先行隧道混凝土衬砌的力学特性进行研究。结果表明:连拱段中隔墙迎爆侧的径向振速最大;小净距段中夹岩的振速衰减幅度要小于连拱段中隔墙;爆破振动对先行隧道混凝土衬砌产生的最大拉应力、剪应力分别出现在迎爆侧的拱腰和拱脚;后行隧道混凝土衬砌的最大拉应力和最大振速存在线性关系,通过拟合公式计算得出临界振速,确定了分岔隧道过渡段爆破振动安全控制标准。

段数对爆破振动信号的时频特性影响分析

为了研究段数对爆破振动信号时频特性的影响,首先将实测的单段信号利用Matlab7.0编制程序,分别选取10,20,30,40 ms为微差间隔进行叠加,获取了4种微差间隔下不同段数的爆破振动信号,然后利用AOK时频分布与小波分析相结合的方法,从质点振动速度峰值、总能量、主频、频带能量的角度进行了研究。结果表明:随着段数的增加爆破振动信号质点振动速度峰值与主频存在收敛性;总能量和主频的持续时间几乎呈线性增加;频带能量比向高频发展,频带能量的持续时间延长。研究成果可全面揭示段数对爆破振动信号时频特性的影响,并为从能量的角度进行抗振、降振的研究提供参考。

井下矸石仓全深度一次爆破成井技术

为保证垂深13.2 m的矸石仓的全断面深孔一次光爆成井,采用分段式菱形掏槽、中心空孔设置抛掷弹改善掏槽、大空腔比装药结构的周边孔光面爆破以及掏槽孔和辅助孔分段集中装药,科学合理地选择爆破段高、装药量、装药结构、起爆顺序和时差,达到了成型良好的预期爆破效果,实现了安全、高效、快速的掘进的目的。同时提出了安全技术措施,对类似的工程具有一定参考借鉴价值。

井下煤仓全深度分段爆破成井技术

介绍了在煤矿现有设备条件下,全深度一次钻孔分段爆破掘进煤仓的设计与应用情况,论述了爆破方案确定,参数设计及主要措施,通过实践取得了良好效果。