Wykorzystanie metod rozpoznawania obrazów do wspierania procesu decyzyjnego dotyczącego klasyfikacji węgla ze względu na wybrane cechy petrograficzne

• Autorzy: Młynarczuk, M. , Godyń, K.

Warianty tytułu

EN

Application of the image recognition methods to support the decision-making in classification of coal in terms of selected petrographic properties

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W ramach prac wykonano wstępne badania pozwalające na opracowanie metod rozpoznawania obrazów mikroskopowych węgla, możliwych do wykorzystania w procesie decyzyjnym dotyczącym klasyfikacji cech petrograficznych (takich jak skład macerałowy) oraz strukturalnych (np. stopień destrukcji). Bazując na wcześniejszych badaniach uznano, że najbardziej istotna z punktu widzenia układu węgiel-gaz będzie identyfikacja witrynitu, inertynitu, kataklazy oraz (ze względów pomiarowych) kleju, w którym zatopione są badane okruchy węgla. Zdefiniowano wielowymiarową przestrzeń cech, która pozwoliła – bazując na metodach rozpoznawania obrazów – w sposób automatyczny klasyfikować wspomniane cechy. W wyniku przeprowadzonych analiz otrzymano poprawne klasyfikacje tych cech na poziomie sięgającym 96%. Wykazano tym samym, że metody sztucznej inteligencji, pozwalają na identyfikowanie wybranych parametrów petrograficznych i strukturalnych węgla. Dalsze rozwijanie tej metodyki może doprowadzić do opracowania uniwersalnego narzędzia, które pozwoli na obiektywizm w ocenie większej ilości cech petrograficznych i strukturalnych węgla.

EN

Preliminary tests were performed to develop methods supporting the recognition of microscopic images of coal, to be used in the decision-making processes involved in coal classification in terms of their petrographic (maceral composition) and structural properties (the extent of structural damage). Results of previous tests reveal that identification of vitrinite, inertinite, catalase as well as adhesives encapsulating the tested coal fragments is of particular importance in the case of coal-gas systems. The multi-dimensional space of coal properties is defined, allowing an automatic classifi cation of pre-defined features, basing on image recognition methods. This procedure allowed for correct classification of those properties, the accuracy level approaching 96%. It appears that AI (artificial intelligence) methods enable the identification of selected petrographic and structural parameters of coal. Further development of this methodology may result in creation of an universal tool allowing the objective evaluation of a larger number of petrographic and structural properties of coal.

Słowa kluczowe

PL

rozpoznawanie obrazów; analiza ilościowa węgla; macerały; struktura węgla

EN

image recognition; quantitative analysis of coal; macerals; coal structure

• Czasopismo: Prace Instytutu Mechaniki Górotworu PAN
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 14, no. 1-4
• Strony: 3--14
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Młynarczuk, M.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

autor

Godyń, K.

• Instytut Mechaniki Górotworu PAN; ul. Reymonta 27, 30-059 Kraków

Bibliografia

• Beamish B., Crosdale P.J., 1998: Instantaneous outbursts in underground coal mines: An overview and association with coal type. International Journal of Coal Geology 35. 27-55.
• Blaschke W.S., 2009: Przeróbka węgla kamiennego - wzbogacanie grawitacyjne. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.
• Bodziony J., Lama R.D., 1996: Sudden outburst of gas and coal in underground coal mines. Publisher Lama & Associates, 130 Brokers Road, Mt. Pleasant, NSW 2519, Australia.
• Cao Y., Mitchell G.D., Davis A., Wang D., 2000: Deformation metamorphism of bituminous and anthracite coals from China. International Journal of Coal Geology 43, 227-242.
• Dembowski Z., 1972: Ogólne dane o Górnośląskim Zagłębiu Węglowym. Pr. Inst. Geol., vol. 61.
• Flasiński M., 2011: Wstęp do sztucznej inteligencji. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
• Gentzis T., 2006: Economic coalbed methane production in the Canadian Foothills: Solving the puzzle. International Journal of Coal Geology, Vol. 65, Iss. 1-2, p. 79-92.
• Godyń K., 2011: Struktury odmienione węgla kamiennego w strefach zaburzeń tektonicznych - Propozycja Klasyfi kacji. Prace IMG PAN, T. 13, nr 1-4.
• Jakubów A., Tor A., Wierzbicki M. 2006: Własności strukturalne węgla w rejonie wyrzutu węgla i gazu w chodniku transportowym D-6 pokład 409/4 KWK „Zofiówka”. Konferencja Naukowo-Techniczna „Górnicze Zagrożenia Naturalne”.
• Jiang B., Ju Y., Quin Y., 2004: Textures of tectonic coals and their porosity. Mining and Science technology. Taylor&Group, London, 317-320.
• Kotas A., Buła Z., Jureczka J., 1988: Problematyka podziału litostratygrafi cznego górnośląskiej serii piaskowcowej karbonu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego w świetle zasad kodeksu stratygrafi cznego. Materiały XI Sympozjum Geologia Formacji Węglonośnych Polski, Formacja karbońska. Wyd. AGH. Kraków.
• Kruszewska K., Dybova-Jachowicz S., 1997: Zarys petrologii węgla. Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice.
• Li H., Ogawa Y., Shimada S., 2003: Mechanism of methane flow through sheared coals and its role on methane recovery. Fuel 82, 1271-1279.
• Lorenz U., 2010: Gospodarka węglem kamiennym energetycznym. Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN.
• Manecki A., Muszyński M. (red.), 2008: Przewodnik do petrografi i. Uczelniane Wydawnictwo Naukowo-Dydaktyczne AGH, Kraków.
• Młynarczuk M., Wierzbicki M., 2009: Stereological and profi lometry methods in detection of structural deformations in coal samples collected from the rock and outburst zone in the “Zofiówka” Colliery. Arch. Min. Sci., Vol. 54, No 2, p. 189-201.
• Olszewska K., Magnes C., Ziółkowski J., Kuhl J., 1965: Atlas petrografi czny górnośląskich kamiennych węgli humusowych. Główny Instytut Górnictwa. Wydawnictwo Śląsk, Katowice.
• Ryka W., Maliszewska A., 1991: Słownik Petrografi czny. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa.
• Shepherd J., Rixon L.K., Creasey J.W., 1980: Analysis and prediction of geological structures associated with outbursts at Collinsville, Queensland. The Occurrence, Prediction and Control of Outbursts in Coal Mines Symposium, Australian Institute of Mining and Metallurgy, Parkville, Victoria, Australia, 159-171.
• Tadeusiewicz R., Flasiński M., 1991: Rozpoznawanie obrazów, PWN, Warszawa.
• Van Krevelen D.W., Schuyer J., 1959: Węgiel. Chemia węgla i jego struktura. Wydawnictwo PWN, 1959
• Wierzbicki M., Młynarczuk M., 2006: Microscopic analysis of structure of coal samples collected after an gas and coal outbursts in the gallery D-6, coal seam 409/4 in the „Zofiówka” coal mine (Upper Silesian Coal Basin). Arch. Min. Sci., Vol. 51, No 4, p. 577-588.