Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optymalizacja procesu automatycznej klasyfikacji cech strukturalnych węgla z obszarów zagrożonych wyrzutami gazów i skał opartego na metodach rozpoznawania obrazów

Młynarczyk M., Godyń K., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2013

|

Vol. 15, no. 1-2

85--93

PL

W ramach prac kontynuowano rozpoczęte w roku 2012 badania pozwalające na wykorzystanie metod rozpoznawania obrazów do identyfikacji cech strukturalnych i petograficznych węgla. Skoncentrowano się na automatycznej identyfikacji witrynitu, inertynitu oraz kataklazy. Są to cechy petrograficzne i strukturalne węgla najczęściej analizowane w IMG PAN przy ocenie stanu zagrożenia wyrzutowego. W badaniach oceniono przydatność wybranych parametrów tworzących przestrzeń cech, zbadano wpływ wielkości okna pomiarowego na wynik rozpoznania, przebadano wpływ przestrzeni barw, w której prowadzone są pomiary oraz dokonano analizy wpływu metryki odległości, w której wykonywane są obliczenia. W wyniku przeprowadzonych analiz otrzymano wysoki odsetek poprawnych klasyfikacji badanych struktur sięgający ponad 95%. Potwierdza to przydatność metod sztucznej inteligencji do automatycznej identyfikacji wybranych cech petrografi cznych i strukturalnych węgla.

EN

In 2012 research work was undertaken aimed to utilise the pattern recognition methods in identification of structural and petrographic features of coal. This stage of the research program was focused on automatic identification of vitrinite, inertinite and cataclasis. These petrographic and structural features of coals are typically analysed at the Strata Mechanics Research Institute when evaluating the outburst hazard. The adequacy of parameters defining the features space as well as the infl uence of the measurement window size on the result of recognition was evaluated. Other issues addressed include the influence of the colour space in which the measurements are taken and the impact of distance metrics. Results include a high-proportion of correct classifications of investigated structures (over 95%), thus confirming the adequacy of AI methods in automatic identification of selected petrographic and structural features of coal.

2

Laboratoryjne badania sorpcji wymiennej CO2/CH4 na brykiecie węglowym

Dutka B., Kudasik M., Skoczylas N., Wierzbicki M., Aksamit J., Murzyn T.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2012

|

Vol. 14, no. 1-4

15--24

PL

Przedstawiona została aparatura pomiarowa umożliwiająca prowadzenie badań sorpcji wymiennej CO2/CH4. Przeprowadzono cztery eksperymenty, różniące się pomiędzy sobą ciśnieniem zatłaczania CO2 na czoło brykietu pierwotnie nasyconego CH4. Zaobserwowano wzrost pojemności sorpcyjnej węgla przy nasycaniu CH4 w kolejnych eksperymentach. W zaprezentowanych wynikach zmian ciśnienia porowego w trakcie procesu wymiany sorpcyjnej CO2/CH4, zauważono przemieszczającą się wzdłuż brykietu depresję ciśnienia, która dowodzi istnienia rozgraniczonej strefy wymiany sorpcyjnej.

EN

The apparatus is designed for measurements of CO2/CH4 sorption. Four experiments were performed, differing in the pressure of CO2 injection to the briquette face originally saturated with CH4. It is found out that sorption capacity of coal tends to increase during the CH4 saturation in subsequent experiments. The results of pore pressure measurements during the sorption exchange between CH4 and CO2 reveal a pressure depression shifting along the briquette, evidencing the existence of a divided replacement sorption zone.

3

Opis stopnia deformacji struktury skalnej przy wykorzystaniu metod stereologii i analizy obrazu

Godyń K., Młynarczuk M., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2010

|

Vol. 12, no. 1-4

51--66

PL

Na skutek ruchów tektonicznych w górotworze powstają pęknięcia i przemieszczenia mas skalnych wzdłuż nowopowstałej powierzchni – tzw. powierzchni uskokowej. W strefie takiej zwykle pojawiają się deformacje strukturalne, widoczne niekiedy w skali makro, ale częściej dostrzegalne wyłącznie w skali mikro, przy użyciu różnego typu mikroskopów. W pracy badano takie właśnie zdeformowane, przyukokowe struktury skalne. Próby do badań pobrano z rejonów, w których stwierdzono występowanie uskoków tektonicznych. Były to piaskowce fliszu karpackiego, wapienie jury krakowsko-częstochowskiej oraz skały towarzyszące węglom kamiennych z kopalni Pniówek. Do badań wykorzystano zgłady i szlify cienkie, które analizowano przy użyciu mikroskopu polaryzacyjnego do światła odbitego i przechodzącego. Stosowano powiększenia 50-500×, immersję olejową oraz metody fluorescencyjne. Przeprowadzono analizy stereologiczne, w trakcie których posłużono się zarówno standardowymi metodami ilościowymi a także wykorzystano techniki automatycznej analizy obrazu. Prowadzone badania pozwoliły rozwinąć metodę ilościowego opisu stopnia deformacji struktur skalnych w rejonach uskoków tektonicznych. W badaniach opisano w sposób ilościowy zawartość spękań w skałach przyuskokowych, w stosunku do skał oddalonych od tych stref.

EN

Tectonic movements give rise to fracturing of the rock strata, as the result rock masses are displaced along newly-formed surfaces, forming so called faulted, or geologically disturbed, zones. In those zones structural deformations tend to appear, sometimes visible in the macro-scale, otherwise seen only in the micro-scale, under microscopes of various types. Testing was done on thus modified rock features in the geologically disturbed regions. Rock specimens were collected in the areas where tectonic faults were registered. These rock features include sandstone of the Carpatian flysch, limestone in the Jurassic features and rocks accompanying the hard coals in the colliery Pniówek (Poland). Testing was done on polished sections and thin profiles, analysed using a polarisation microscope in the reflected and passing light. The applied enlargement was 50-500×, combined with oil immersion and fluorescent methods. Stereological analyses were performed by the standard quantitative methods as well as the automatic image processing techniques. The research program helped develop the method of quantitative description of rock deformations in tectonically disturbed regions. It was found out that rocks in the disturbed regions exhibit more fracturing than rocks in more distant regions.

4

Zastosowanie nowoczesnych metod analizy obrazu do ilościowego opisu spękań widocznych na odsłonięciach skalnych

Młynarczuk M., Godyń K., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2009

|

Vol. 11, no. 1-4

47--54

PL

Celem prac było wykorzystanie metod morfologii matematycznej do detekcji i opisu szczelin widocznych na odsłonięciach masywów skalnych. Do analizy wykorzystywano fotografie i filmy wideo odsłonięć skalnych wykonane w okolicach Krakowa i Gór Świętokrzyskich. Najprostszym sposobem analizy, który jednocześnie dawał najciekawsze wyniki, było postępowanie oparte na analizie gradientów morfologicznych w celu oszacowania ukierunkowania nieciągłości. Najwięcej informacji o szczelinowatości analizowanych ścian otrzymano przeprowadzając segmentację poszczególnych szczelin. Przedstawiono zalety i ograniczenia takiej segmentacji oraz zaprezentowano przykładowe parametry możliwe do wyznaczenia w sposób automatyczny.

EN

Mathematical morphology methods are applied here to the detection and description of cracks and fissures revealed on exposed rock surfaces. The analysis is based on photographs and videos of exposed rocks in the vicinity of Kraków and the Świętokrzyskie Mountains (Poland). The simplest technique, yet yielding most interesting results, involves the analysis of morphological gradients to forecast the directions of discontinuities. The vast body of data about rock fissures is obtained when the investigated rock walls are divided into segments. Advantages and drawbacks involved in such segmentation are briefly outlined. Selected parameters are presented that might be determined automatically.

5

Wykorzystanie metody morfologii matematycznej oraz rozpoznawania obrazów do opisu geometrii powierzchni przełamów skalnych

Młynarczuk M., Ratajczak T., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2007

|

Vol. 9, no. 1-4

161--172

PL

W pracy opisano badania, które koncentrowały się na wykorzystaniu metod rozpoznawania obrazów do klasyfi kacji przełamów skalnych. Powierzchnie tych przełamów odwzorowane były przy użyciu profi lomierza laserowego. Wykorzystanie metod morfologii matematycznej do obróbki danych pomiarowych prowadzi do uzyskania szeregu parametrów opisujących ukształtowanie powierzchni przełamu skalnego. Z punktu widzenia rozpoznawania obrazów, parametry te mogą być użyte do zdefi niowania tzw. ciągów uczących w uprzednio przyjętej przestrzeni cech. Bazując na nich oraz definiując odpowiednie funkcje przynależności można podejmować w sposób automatyczny decyzję o klasyfikacji poszczególnych przełamów skalnych. W pracy zdefiniowano i przetestowano kilka funkcji przynależności oraz przedstawiono możliwości praktycznego wykorzystania tej metody.

EN

Paper presents research focused on application of pattern recognition methods to classification of rock fracture. Rock surfaces were measured by means of laser profilometer. Application of mathematical morphology to the processing of obtained data allows calculating parameters that describe rock fracture surface. In the pattern recognition methodology these parameters may be used to define so called training sets in the feature space. Based on the training sets we can define decision functions in order to automatically classify the rock fractures. In the paper several decision functions are listed and their usefulness to rock fracture classification are tested.

6

Zastosowanie metody analizy obrazu i profilometrii laserowej do ilościowej oceny niedociągłości wstępujących w skałach analizowanych w skali mikro i makro

Młynarczuk M., Ratajczak T., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2006

|

Vol. 8, no. 1-4

157--169

PL

Ocena chropowatości zajmuje kluczowe miejsce w geotechnicznym opisie masywów skalnych. Dostarcza ona informacji o jego wytrzymałości, odkształcalności, przepuszczalności, itp. Niestety, stosowane do tego celu parametry oparte są często na opisie jakościowym lub bazują na podstawowych pomiarach ilościowych, które co prawda są proste w realizacji, ale niosą ze sobą ograniczoną ilość informacji i nie zawsze podążają za postępem technik badawczych. Opisywane prace są rozszerzeniem badań prowadzonych w IMG PAN w latach 2004 i 2005 i koncentrują się na przydatności przekształceń morfologii matematycznej, a w szczególności metod filtracji morfologicznej do analizy powierzchni przełamów skalnych. W wyniku zastosowania sekwencyjnych filtrów przemiennych wyróżniono składowe odpowiadające chropowatości oraz falistości. Wykorzystanie funkcji madogramu do analizy składowych chropowatości wskazało na związek pomiędzy parametrami tej funkcji a wielkością ziarn badanych skał. Proponowane metody zastosowano m.in. do analizy powierzchni próbek węgli typu brekcji tektonicznej, pobranych z okolic szczeliny uskokowej w KWK „Zofiówka”. W pracy opisano również modyfikację urządzenia do analizy ścian skalnych w skali makro i oraz zaprezentowano wstępne wyniki pomiarów.

EN

The assessment of the roughness is taking the crucial place in geotechnical description of rock outcroppings. It provides information concerning rock endurance, deformation, permeability, etc. Unfortunately, the parameters used at this target are often based on the qualitative description or they are obtained by basic measurements which bring limited amount of information. The described works are continuation of the examinations led in the Strata Mechanics Research Institute in the previous years (2004 and 2005). Current researches are concentrating on the usefulness of the mathematical morphology, in particular the morphological filtering, to the analysis of the rock surface topology. By applying the alternating sequential filters the roughness component and the waviness component of the analysed profiles have been defi ned. By applying the madogram function to the analysis of roughness components, the correlation between this parameter and the grain size has been examined. Proposed methods have been used to the analysis of the surface of coals taken from regions near the fault at “Zofiówka” Colliery. A modification of the laser device dedicated to rock walls analysis on a macro scale has been also described and the results of the preliminary measurements have been presented.

7

Badania in situ szczelinowości i chropowatości ścian skalnych przy wykorzystaniu profilometrii laserowej i analizy obrazu

Młynarczuk M., Ratajczak T., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2005

|

Vol. 7, no. 3-4

215--229

PL

Badania in-situ, prowadzone w kopalniach porfiru w Miękini oraz wapienia w Czatkowicach miały na celu opracowanie i zweryfikowanie metod pomiarowych pozwalających na odwzorowanie morfologii ścian skalnych oraz opisanie występujących na nich śladów spękań. Do prowadzenia badań zestawiono stanowisko profilometrii laserowej. Zaproponowano również, oparte na przekształceniach morfologii matematycznej, metody detekcji sieci spękań uwidocznionych na fotografiach odsłonięć skalnych. Połączenie dwóch metod pomiarowych doprowadziło do odwzorowania w pamięci komputera trójwymiarowej struktury badanej ściany skalnej oraz pozwoliło na opisanie analizowanych spękań w przestrzeni 3D. Efektem badań było również opisanie chropowatości ścian skalnych przy użyciu parametrów zaproponowanych w poprzednich latach do laboratoryjnych badań próbek skalnych.

EN

Examinations in-situ, led in quarry of the porphyry in Miękina and quarry of the limestone in Czatkowice were aimed at developing and verifying of the measuring methods letting to mapping the morphology of rock walls and describing their cracks. A stand was juxtaposed to carrying out the profilometry research. The method for fracture detection based on mathematical morphology, were also proposed. Connection of this two measuring methods led to mapping in the computer memory the 3D rock wall structure and let describing the analysed crack in the 3D space. Attempts were made to the rock walls describing by means of roughness parameters which were previously proposed to laboratory examinations of rock samples.

8

Opis powierzchni przełamów wybranych skał metodami morfologii matematycznej

Młynarczuk M., Ratajczak T., Aksamit J.

Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN

|

2004

|

Vol. 6, no. 1-2

79--92

PL

W publikacji przedstawiono wyniki prac mających na celu zbadanie możliwości wykorzystania metod analizy obrazu i morfologii matematycznej do opisu ukształtowania powierzchni przełamów skalnych. Prace te były rozwojem metodyki zaproponowanej w latach 2001-2002 i doprowadziły do częściowej jej modyfikacji oraz uzupełniły ją o nowe parametry. Badania prowadzono na 25 rodzajach przełamów skalnych. W szczególności zbadano zależność zaproponowanych parametrów od: − rodzaju skał różniących się zdecydowanie cechami strukturalno-teksturalnymi (dolomit z Rędzin, piaskowiec z Tumlina, kwarcyt z Wiśniówki, wapień z Czatkowic oraz dolomit z Laskowej Góry), − różnic strukturalno-teksturalnych w ramach skał tego samego typu (12 próbek dolomitów z poziomu wapienia cechsztyńskiego z obszaru kopalni rud miedzi), − sposobu wymuszania przełamów (drobnoziarniste granity ze Strzelina podgrzewane do temperatur 100°, 300° i 500° zostały poddane jednoosiowemu i trójosiowemu ściskaniu). Prowadzone badania wykazały przydatność zaproponowanej metodyki badawczej oraz pozwoliły postawić tezę, że metodyka ta może odpowiedzieć na pytanie czy badana próbka skalna ma podobne cechy strukturalnoteksturalne jak próbka wzorcowa.

EN

The paper presents results of works which aim was to verify a possibility of use the image analysis and mathematical morphology to describing a rock fracture surface. Presented works are continuation of researches started in 2001-2002. The researches were carrying out on 25 different rock samples. In particular the following features were analyzed: – correlation between morphological parameters describing a surface and structural and textural properties of different kinds rock (dolomite from Redzin, sandstone from Tumlin, quartzite from Wisniowka, limestone from Czatkowice and dolomite from Laskowa Gora), – correlation between morphological parameters describing a surface and small structural and textural variation of one rock (12 samples of dolomite from Lubin), – correlation between morphological parameters describing a surface and methodology of brittle crack obtaining (granites from Strzelin heated up to the 100º, 300º and 500ºC, were subject of uiaxial and triaxial loading tests). The researches prove a usefulness of proposed methodology, and lead to the thesis that by means of proposed method it is possible to compare structural and textural properties of analyzed and model rock samples.