一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统技术方案

本发明专利技术涉及覆岩空隙检测技术领域，具体为一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，包括覆岩数据集取单元、覆岩影像识别单元、空隙数据处理单元、空隙状态判定单元以及空隙安全警报单元；本发明专利技术通过对煤层的岩层进行影像数据的采集，将岩层的影像进行识别与匹配，匹配出岩层中的空隙，依据岩层的空隙影像进行虚拟成像，从而便于观察岩层空隙情况，便于数据的提取，将成像后的岩层空隙的影像进行坐标标记，将标记后的坐标进行区域划分，对不同区域的空隙进行计算，计算出岩层空隙不同区域的体积値，将岩层的影像进行数值的转化，从而增加数据的直观性，依据计算后的数值进行安全与否的判断，从而增加岩层的安全性。从而增加岩层的安全性。从而增加岩层的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统


[0001]本专利技术涉及覆岩空隙检测
，具体为一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统。

技术介绍

[0002]煤炭是我国主体能源，经过长期大规模的开采，许多煤矿资源趋于枯竭，或已经枯竭关闭，或因政策性关闭，从而形成待转型煤矿；而随着煤炭资源的长期开采、以及能源结构的调整，将有越来越多的煤矿面临关闭；由于相关配套储能设施的匮乏，造成了大量的弃风、弃光、弃电等现象；而采用废弃煤矿建设抽水蓄能电站可以提高中国对风能太阳能的高效利用，同时实现废弃煤矿资源化和水资源保护；煤层开采后，上覆岩层的垮落特征与煤层地质条件及开采方法等因素密切相关。
[0003]然而目前关于废弃矿井地下水库库容的确定方法鲜有报道，而采用现场勘测采空区储水空间大小，则费时费力，且勘测结果不准确，同时，无法依据岩层的实时影像进行一个空隙的识别与计算，使得检测结果更精确，从而无法精确地判定岩层的安全性。
[0004]为此，我们提出一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，通过对煤层的岩层进行影像数据的采集，将岩层的影像进行识别与匹配，匹配出岩层中的空隙，依据岩层的空隙影像进行虚拟成像，从而便于观察岩层空隙情况，便于数据的提取，将成像后的岩层空隙的影像进行坐标标记，将标记后的坐标进行区域划分，从而对不同区域的空隙进行计算，从而计算出岩层空隙不同区域的体积値，依据体积値对同一个影像的空隙总值进行计算，将岩层的影像进行数值的转化，从而增加数据的直观性，依据计算后的数值进行安全与否的判断，从而增加岩层的安全性，提高处理的工作效率，节省时间。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，包括覆岩数据集取单元、覆岩影像识别单元、空隙数据处理单元、空隙状态判定单元以及空隙安全警报单元；
[0007]所述覆岩数据集取单元用于对煤层的实时数据进行采集，同时将采集得到的煤层信息进行数据划分标记，得到三轴数据组，三轴数据组包括岩层空隙影像、Z轴差值排序数据、Z轴选取坐标点、Y轴差值排序数据、Y轴选取坐标点、X轴差值排序数据以及X轴选取坐标点；
[0008]所述空隙数据处理单元用于对覆岩识别后的三轴数据组进行空隙处理操作，得到空隙体积数组，空隙体积数组包括中间体积值ZM、Z右值、Z左值、Y右值、Y左值、X右值以及X左值；
[0009]所述空隙状态判定单元用于对空隙体积数组进行空隙状态判定操作，得到空隙危险信号或空隙安全信号；
[0010]所述空隙安全警报单元用于对空隙危险信号或空隙安全信号进行识别，当识别到空隙危险信号时，则生成空隙返工警报，当识别到空隙安全信号，则生成空隙合格提示。
[0011]进一步的，数据划分标记的具体过程为：
[0012]获取煤层信息，并划分标记出地区煤层数据、煤层影像数据以及岩层影像数据；
[0013]将依据煤层影像数据对地区煤层数据进行识别，识别出煤层影像数据出现的次数并标记为煤层覆岩次数据，将每个地区煤层数据内煤层覆岩次数据、煤层影像数据以及岩层影像数据标定为待处理数据组，将待处理数据组传输至覆岩影像识别单元；
[0014]地区煤层数据指代煤层信息内不同地区的煤层，煤层影像数据指代煤层信息内地区煤层数据对应的煤层覆岩的影像，岩层影像数据指代煤层信息内煤层对应的覆岩影像。
[0015]进一步的，覆岩识别处理操作的具体操作过程为：
[0016]建立虚拟空间直角坐标系，将煤层影像数据以及岩层影像数据通过三维成像在虚拟空间直角坐标系中进行成像标记，将岩层影像数据与煤层影像数据进行匹配，具体为：
[0017]当岩层影像数据与煤层影像数据的匹配结果一致时，则将该区域进行岩层区域色彩标记，当岩层影像数据与煤层影像数据的匹配结果不一致时，则将该区域进行空隙区域色彩标记；
[0018]将虚拟空间直角坐标系内煤层影像数据与该区域进行岩层区域色彩标记的影像进行匹配，当煤层影像数据与该区域进行岩层区域色彩标记的影像匹配结果一致时，则将匹配一致的影像标定为岩层重叠影像，当煤层影像数据与该区域进行岩层区域色彩标记的影像匹配结果不一致时，则将匹配不一致的影像标定为岩层空隙影像；
[0019]将岩层空间影像再虚拟空间直角坐标系中的边缘位置进行坐标标记，得到若干个岩层坐标点，依据岩层坐标点进行坐标选取处理，得到Z轴选取坐标点以及Z轴差值排序数据；
[0020]依据Z轴选取坐标点以及Z轴差值排序数据的选取方法，选取出Y轴选取坐标点、Y轴差值排序数据、X轴差值排序数据以及X轴选取坐标点；
[0021]将岩层空隙影像、Z轴差值排序数据、Z轴选取坐标点、Y轴差值排序数据、Y轴选取坐标点、X轴差值排序数据以及X轴选取坐标点传输至空隙数据处理单元。
[0022]进一步的，进行坐标选取处理的具体过程为：
[0023]将若干个岩层坐标中X轴以及Y轴坐标相同的岩层坐标点并标记为Z轴选取坐标点，将若干个Z轴选取坐标点进行两两差值计算，计算出若干个Z轴选取坐标点的Z轴差值，将若干个Z轴选取坐标点的Z轴差值进行从小到大的排序，得到Z轴差值排序数据，选取出Z轴差值排序数据中排序第一的Z轴差值，并依据Z轴差值提取对应的两个坐标点，将所述选取的两个作标点标定为Z轴选取坐标点。
[0024]进一步的，岩层空隙处理操作的具体操作过程为：
[0025]将Z轴差值排序数据中排序第一的数值标记为Z
小
，将Y轴差值排序数据中排序第一的数值标记为Y
小
，将X轴差值排序数据中排序第一的数值标记为X
小
，依据计算式ZM＝Z
小
*Y
小
*X
小
，计算出中间体积值ZM；
[0026]将两个Z轴选取坐标点的X轴数值进行比对，将靠近原点的Z轴选取坐标点标定为Z轴左侧选取坐标点，并进行距离选取处理，得到Z轴左侧第一距离值、Z轴左侧第二距离值、Z轴左侧第N距离值；
[0027]依据Z轴左侧第N距离值的计算方法，将两个坐标点的X轴数值进行比对，将远离原点的Z轴选取坐标点标定为Z轴右侧选取坐标点，并计算出Z轴右侧第一距离值、Z轴右侧第二距离值、......、Z轴右侧第N距离值；
[0028]依据Z轴左侧第N距离值以及Z轴右侧第N距离值的处理方法，处理得到Y轴左侧第N距离值、Y轴右侧第N距离值、X轴左侧第N距离值以及X轴右侧第N距离值；
[0029]将Z轴右侧第一距离值、Z轴右侧第二距离值、......、Z轴右侧第N距离值统一标定为Z右值，将Z轴左侧第一距离值、Z轴左侧第二距离值、......、Z轴左侧第N距离值统一标定为Z左值；
[0030]依据Z右值以及Z左值的标定方法，标定出Y右值、Y左值、X右值以及X左值；
[0031]将中间体积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，其特征在于，包括覆岩数据集取单元、覆岩影像识别单元、空隙数据处理单元、空隙状态判定单元以及空隙安全警报单元；所述覆岩数据集取单元用于对煤层的实时数据进行采集，同时将采集得到的煤层信息进行数据划分标记，得到三轴数据组，三轴数据组包括岩层空隙影像、Z轴差值排序数据、Z轴选取坐标点、Y轴差值排序数据、Y轴选取坐标点、X轴差值排序数据以及X轴选取坐标点；所述空隙数据处理单元用于对覆岩识别后的三轴数据组进行空隙处理操作，得到空隙体积数组，空隙体积数组包括中间体积值ZM、Z右值、Z左值、Y右值、Y左值、X右值以及X左值；所述空隙状态判定单元用于对空隙体积数组进行空隙状态判定操作，得到空隙危险信号或空隙安全信号；所述空隙安全警报单元用于对空隙危险信号或空隙安全信号进行识别，当识别到空隙危险信号时，则生成空隙返工警报，当识别到空隙安全信号，则生成空隙合格提示。2.根据权利要求1所述的一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，其特征在于，数据划分标记的具体过程为：获取煤层信息，并划分标记出地区煤层数据、煤层影像数据以及岩层影像数据；将依据煤层影像数据对地区煤层数据进行识别，识别出煤层影像数据出现的次数并标记为煤层覆岩次数据，将每个地区煤层数据内煤层覆岩次数据、煤层影像数据以及岩层影像数据标定为待处理数据组，将待处理数据组传输至覆岩影像识别单元；地区煤层数据指代煤层信息内不同地区的煤层，煤层影像数据指代煤层信息内地区煤层数据对应的煤层覆岩的影像，岩层影像数据指代煤层信息内煤层对应的覆岩影像。3.根据权利要求1所述的一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，其特征在于，覆岩识别处理操作的具体操作过程为：建立虚拟空间直角坐标系，将煤层影像数据以及岩层影像数据通过三维成像在虚拟空间直角坐标系中进行成像标记，将岩层影像数据与煤层影像数据进行匹配，具体为：当岩层影像数据与煤层影像数据的匹配结果一致时，则将该区域进行岩层区域色彩标记，当岩层影像数据与煤层影像数据的匹配结果不一致时，则将该区域进行空隙区域色彩标记；将虚拟空间直角坐标系内煤层影像数据与该区域进行岩层区域色彩标记的影像进行匹配，当煤层影像数据与该区域进行岩层区域色彩标记的影像匹配结果一致时，则将匹配一致的影像标定为岩层重叠影像，当煤层影像数据与该区域进行岩层区域色彩标记的影像匹配结果不一致时，则将匹配不一致的影像标定为岩层空隙影像；将岩层空间影像再虚拟空间直角坐标系中的边缘位置进行坐标标记，得到若干个岩层坐标点，依据岩层坐标点进行坐标选取处理，得到Z轴选取坐标点以及Z轴差值排序数据；依据Z轴选取坐标点以及Z轴差值排序数据的选取方法，选取出Y轴选取坐标点、Y轴差值排序数据、X轴差值排序数据以及X轴选取坐标点；将岩层空隙影像、Z轴差值排序数据、Z轴选取坐标点、Y轴差值排序数据、Y轴选取坐标点、X轴差值排序数据以及X轴选取坐标点传输至空隙数据处理单元。4.根据权利要求3所述的一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，其特征在于，进行坐标选取处理的具体过程为：
将若干个岩层坐标中X轴以及Y轴坐标相同的岩层坐标点并标记为Z轴选取坐标点，将若干个Z轴选取坐标点进行两两差值计算，计算出若干个Z轴选取坐标点的Z轴差值，将若干个Z轴选取坐标点的Z轴差值进行从小到大的排序，得到Z轴差值排序数据，选取出Z轴差值排序数据中排序第一的Z轴差值，并依据Z轴差值提取对应的两个坐标点，将所述选取的两个作标点标定为Z轴选取坐标点。5.根据权利要求4所述的一种井工开采煤矿煤层采后覆岩空隙检测分析系统，其特征在于，岩层空隙处理操作的具体操作过程为：将Z轴差值排序数据中排序第一的数值标记为Z

【专利技术属性】
技术研发人员：徐乃忠，杨彦群，胡志伟，李丽绒，李业旭，董志勇，陈志平，边小峰，任卫峰，
申请(专利权)人：山西焦煤集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：