【技术实现步骤摘要】
基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统及其方法
本专利技术涉及一种煤系地层识别系统及其方法，属于地质勘测领域，具体是涉及一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统及其方法。
技术介绍
我国煤田地质条件复杂，成煤条件的多样性、成煤时代的多期性、煤变质作用的叠加性、构造变动的多幕性和复杂性，使得我国的煤炭开采面临严重的地质灾害。尤其随着近年煤矿开采深度的增加，井下地质力学环境发生了显著变化，而煤系地层特性，包括煤岩体岩性与结构特征等矿井工程设计与安全施工必需的基础参数愈显不足，工程设计的合理性与开采过程的安全保障受到很大影响。利用钻探工程开展矿井工程中地质条件的评价和预测研究，能为我国煤炭实现安全高效绿色开采提供有力保障。目前，煤系地层的特性识别存在参数提取方法落后，识别精度低等不足，难以实现对地层特性识别的及时与准确，无法有效指导现场工程实践。并且，现有的预测方法采用单个或多个指标与其阈值进行判断时，所依据的信息量较少，不同矿井各参数的阈值也不尽相同，当多个指标不同程度接近阈值时，如何综合判断，仍没有很好的解决方案。国内外学者开展了利用各类信息，包括数学分析...
【技术保护点】
1.一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统，其特征在于，包括：孔内数据检测系统，布置于坑道钻机的钻具中，用于测量孔内钻进参数信息；孔内数据采集系统，用于钻孔内信息采集与通信；钻机工况监测系统，用于监测和采集钻机运行参数信息；图像处理系统，用于采集孔口返渣图像特征信息；智能专家系统，基于所述孔内钻进参数信息、钻机运行参数信息、返渣图像特征信息,得到钻进敏感参数，并对钻进敏感参数根据隶属度函数进行数据模糊化,根据模糊规则实时识别钻孔柱状地层特性和/或判别岩层横向走势变化。
【技术特征摘要】
1.一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统，其特征在于，包括：孔内数据检测系统，布置于坑道钻机的钻具中，用于测量孔内钻进参数信息；孔内数据采集系统，用于钻孔内信息采集与通信；钻机工况监测系统，用于监测和采集钻机运行参数信息；图像处理系统，用于采集孔口返渣图像特征信息；智能专家系统，基于所述孔内钻进参数信息、钻机运行参数信息、返渣图像特征信息,得到钻进敏感参数，并对钻进敏感参数根据隶属度函数进行数据模糊化,根据模糊规则实时识别钻孔柱状地层特性和/或判别岩层横向走势变化。2.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统，其特征在于，所述孔内数据检测系统包括扭矩传感器、振动传感器、转速传感器、倾角传感器，分别用于检测钻孔内钻头扭矩参数、近钻头振动参数、钻头转速参数、钻头方位参数。3.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统，其特征在于，所述孔内数据采集系统包括信号放大器、数据转化器一、智能钻杆和数据转化器二，所述信号放大器主要用于信号的采集与放大，所述数据转化器一用于数据的重新编码、调制等，所述智能钻杆用于数据集成的和传输，所述数据转化器二用于数据的解调、解析和融合。4.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统，其特征在于，所述钻机工况监测系统包括数据采集器和数据集成器，所述数据采集器采集钻机的钻进速度、钻进深度、钻进压力、钻机转速和钻具位置参数，所述数据集成器用于在孔外将主要数据进行提取和融合。5.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统，其特征在于，所述图像处理系统通过实时采集孔口返渣图得到岩石的色彩、灰度、块度特征参数。6.根据权利要求1所述的一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能识别系统，其特征在于，所述智能专家系统包括：PDC钻头受力模型，用于获取钻具结构、钻头类别、钻具长度，并实时计算钻头所受切削力和水平力关键钻进参数；煤系地层力学模型，主要用于读取煤系地层的特性参数，获得煤系地层分异特征，建立分级依据；目标区域地层分析模型，用于对实时钻进参数反映的变化趋势进行地层分界，得到钻进过程中的地层特征分布；预测模型，用于利用离散钻孔地层柱状变化，应用广义预测方法对目标区域地层走势全面估计分析，自动计算识别目标区域地层岩性。模糊专家规则集，钻进参数根据隶属度函数进行数据模糊化，利用煤系地层—特征参数映射关系，根据模糊规则进行识别结果清晰化输出。7.根据权利要求5所述的一种基于多源信息融合的煤系地层钻进智能...
【专利技术属性】
技术研发人员：张幼振，石智军，张宁，李泉新，李晓鹏，李旭涛，阚志涛，
申请(专利权)人：中煤科工集团西安研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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