一种煤矿矿脉走势推理系统技术方案

本申请提供一种煤矿矿脉走势推理系统，基于煤矿文献资料与煤矿开采数据进行煤矿矿脉走势的推理，包括开采数据单元、知识图谱单元以及推理单元，开采数据单元对各个开采煤层的已开采原煤进行煤石分类并生成煤矿开采数据，煤矿开采数据包括每个开采煤层的煤石比例、品质信息、开采位置、开采时段以及开采方向；基于煤矿文献资料及煤矿开采数据生成煤矿领域知识图谱；推理单元基于煤矿开采数据和煤矿领域知识图谱进行煤矿矿脉走势的推理。本申请提供的煤矿矿脉走势推理系统，综合利用现有的煤矿文献资料形成知识图谱，并与实际煤矿开采数据结合进行煤矿矿脉走势的推理，能够实现对煤矿开采的有效规划与引导，显著地提升开采效率及开采品质。开采品质。开采品质。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿矿脉走势推理系统


[0001]本申请涉及矿产评估与探测
，具体地，涉及一种煤矿矿脉走势推理系统。

技术介绍

[0002]煤炭在可见的未来，仍将是我国乃至世界最重要的不可再生资源之一。由于通过开采得到的原煤含有各种杂质，因此在对其利用前必须利用人工法、重介法、跳汰法等方法进行煤炭洗选工作，并通过矸石回填等手段将分选出的矸石等废弃物重新回填入煤矿区。显然，所开采的原煤物料中煤石比例以及煤炭的富集程度的高低将极大程度地影响对原煤进行分选以及回填所需要投入的资源及成本。如过能够在开采过程中对煤矿的矿脉走势进行准确的预测，并根据矿脉走势选择富煤煤层进行开采，将有效地降低开采成本，并减少对环境的破坏。
[0003]现有的各种对煤矿等矿产资源的探测技术，一般需要经过普查、详查、勘探等阶段，勘探周期长，工作量大且投入成本高，因此一般勘探完成并制定开采计划后往往就不再进行变更。然而，由于实际煤矿矿脉走势往往与预先勘探结果存在差异，如不能根据实际开采情况对预先勘探结果进行修正，往往导致预先制定的开采方向出现判断失误并造成开采成本不必要的上升。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于解决上述现有技术中存在的问题，提供一种既能够根据既往数据对矿脉走势进行推理，又能够根据实际开采数据情况对推理结果进行灵活修正的煤矿矿脉走势推理系统。
[0005]本申请的实施例可以通过以下技术方案实现：
[0006]一种煤矿矿脉走势推理系统，基于煤矿文献资料与煤矿开采数据进行煤矿矿脉走势的推理，包括开采数据单元、知识图谱单元以及推理单元，所述开采数据单元对每个开采煤层的已开采原煤进行煤石分类并生成煤矿开采数据，所述煤矿开采数据包括每个开采煤层的煤石比例、品质分布信息、开采位置、开采时段以及开采方向；所述知识图谱单元基于煤矿文献资料及煤矿开采数据生成煤矿领域知识图谱；所述推理单元基于所述煤矿开采数据和所述煤矿领域知识图谱进行煤矿矿脉走势的推理。
[0007]进一步地，所述开采数据单元包括：识别模块，基于每个开采煤层中已开采原煤的X射线透射数据生成该煤层中已开采原煤的透射图像并从中识别多个煤石目标；分类模块，基于所述X射线透射数据确定每个煤石目标的煤石类别和品质系数；统计模块，对各个煤石目标的煤石类别进行统计，得到每个开采煤层的煤石比例和品质分布信息并生成所述煤矿开采数据；开采数据管理模块，对所述煤矿开采数据进行存储、编辑及删除操作。
[0008]优选地，所述X射线透射数据基于X射线的高能透射强度与低能透射强度生成。
[0009]进一步地，所述分类模块通过以下步骤确定每个煤石目标的煤石类别：
[0010]A1.基于所述X射线透射数据确定该煤石目标的能量检测向量
其中，m 为煤石目标中采样点的数量，为第i个采样点的X射线的低能透射强度，R
i
为由下式确定的第i 个采样点的分类特征：
[0011][0012]其中，分别为X射线的高能透射强度与低能透射强度的初始值，为第i个采样点的X 射线的高能透射强度；
[0013]A2.基于所述能量检测向量计算该煤石目标的煤分类系数r
c
与矸石分类系数r
g
,
[0014][0015][0016]其中，c为煤，g为矸石，为的均值，I
i,c
为将R
i
带入煤拟合曲线得到的估算值，为I
i,c
的均值，I
i,g
为将R
i
带入矸石拟合曲线得到的估算值，为I
i,g
的均值；
[0017]A3.基于所述r
c
、r
g
确定该煤石目标的煤石类别。
[0018]进一步地，所述统计模块基于下式确定每个开采煤层的煤石比例Ratio
c
，
[0019][0020]其中，M为该开采煤层的已开采原煤中被分类为煤的煤石目标的个数，L
j
、W
j
分别为第j个被分类为煤的煤石目标的长度和宽度，S为被分类为矸石的煤石目标的个数，L
′
k
、W
k
′
分别为第k个被分类为矸石的煤石目标的长度和宽度。
[0021]进一步地，每个开采煤层的品质分布信息包括该开采煤层中富煤、正常煤和贫煤的分布情况，所述每个开采煤层的品质分布信息通过对该开采煤层中已开采原煤的各个煤石目标进行簇聚类确定。
[0022]优选地，所述识别模块还通过以下步骤对识别出的煤石目标进行优化：
[0023]B1.将每个煤石目标从中心到边缘等间距地划分为多个采样环；
[0024]B2.删除该煤石目标最外侧的采样环；
[0025]B3.基于该煤石目标的剩余部分的面积选择保留的采样环；
[0026]B4.遍历每个保留的采样环；
[0027]B5.基于遍历结果生成经过优化的煤石目标。
[0028]进一步地，所述知识图谱单元包括：预处理模块，用于对所述煤矿文献资料及所述煤矿开采数据进行预处理以构建语料库；知识抽取模块，从所述语料库中进行实体/属性联合抽取和关系抽取以形成煤矿知识三元组；知识融合模块，对所述煤矿知识三元组进行知
识融合；知识管理模块，对所述煤矿知识三元组进行结构化存储以形成所述煤矿领域知识图谱，以及对所述煤矿知识三元组进行编辑及删除操作。
[0029]优选地，所述实体/属性联合抽取通过基于BiLSTM
‑
CRF的深度学习模型进行；所述关系抽取通过基于R
‑
BERT的深度学习模型进行。
[0030]优选地，所述知识抽取模块还从所述煤矿开采数据中进行实体/属性联合抽取和关系抽取以形成煤矿知识三元组。
[0031]进一步地，所述推理单元通过以下步骤进行煤矿矿脉走势的推理：
[0032]C1.构造初始的煤层节点；
[0033]C2.构造推理节点并将其与初始的煤层节点关联，所述推理节点包括所关联的煤层节点的推理矿脉走势以及沿推理矿脉走势的煤层的推理煤石比例与推理品质系数；
[0034]C3.将初始的煤层节点设置为当前的煤层节点，读取初始的开采煤层的煤矿开采数据并设置为当前开采数据；
[0035]C4.基于所述当前开采数据更新当前的煤层节点；
[0036]C5.根据当前的煤层节点以及所述煤矿领域知识图谱执行预设的推理规则并更新推理节点；
[0037]C5.生成新的煤层节点并将推理节点与其关联；
[0038]C6.将该新生成的煤层节点设置为当前的煤层节点，读取下一开采煤层的煤矿开采数据并设置为当前开采数据；
[0039]C7.返回步骤C4，直到完成开采。
[0040]进一步地，所述预设的推理规则包括：
[0041]规则一，如果当前的煤层节点的煤石比例大于推理节点中的推理煤石比例，则基于当前的煤层节点本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤矿矿脉走势推理系统，基于煤矿文献资料与煤矿开采数据进行煤矿矿脉走势的推理，包括知识图谱单元、开采数据单元以及推理单元，其特征在于：所述开采数据单元对每个开采煤层的已开采原煤进行煤石分类并生成煤矿开采数据，所述煤矿开采数据包括每个开采煤层的煤石比例、品质分布信息、开采位置、开采时段以及开采方向；所述知识图谱单元基于煤矿文献资料及煤矿开采数据生成煤矿领域知识图谱；所述推理单元基于所述煤矿开采数据和所述煤矿领域知识图谱进行煤矿矿脉走势的推理。2.根据权利要求1所述的煤矿矿脉走势推理系统，其特征在于，所述开采数据单元包括：识别模块，基于每个开采煤层中已开采原煤的X射线透射数据生成该煤层中已开采原煤的透射图像并从中识别多个煤石目标；分类模块，基于所述X射线透射数据确定每个煤石目标的煤石类别；统计模块，对各个煤石目标的煤石类别进行统计，得到每个开采煤层的煤石比例和品质分布信息并生成所述煤矿开采数据；开采数据管理模块，对所述煤矿开采数据进行存储、编辑及删除操作。3.根据权利要求2所述的煤矿矿脉走势推理系统，其特征在于：所述X射线透射数据基于X射线的高能透射强度与低能透射强度生成。4.根据权利要求2所述的煤矿矿脉走势推理系统，其特征在于，所述分类模块通过以下步骤确定每个煤石目标的煤石类别：A1.基于所述X射线透射数据确定该煤石目标的能量检测向量其中，m为煤石目标中采样点的数量，为第i个采样点的X射线的低能透射强度，R
i
为由下式确定的第i个采样点的分类特征：其中，分别为X射线的高能透射强度与低能透射强度的初始值，为第i个采样点的X射线的高能透射强度；A2.基于所述能量检测向量计算该煤石目标的煤分类系数r
c
与矸石分类系数r
g
,,其中，c为煤，g为矸石，为的均值，I
i,c
为将R
i
带入煤拟合曲线得到的估算值，为I
i,c
的均值，I
i,g
为将R
i
带入矸石拟合曲线得到的估算值，为I
i,g
的均
值；A3.基于所述r
c
、r
g
确定该煤石目标的煤石类别。5.根据权利要求4所述的煤矿矿脉走势推理系统，其特征在于：所述统计模块基于下式确定每个开采煤层的煤石比例Ratio
c
，其中，M为该开采煤层的已开采原煤中被分类为煤的煤石目标的个数，L
j
、W
j
分别为第j个被分类为煤的煤石目标的长度和宽度，S为被分类为矸石的煤石目标的个数，L
′
k
、W
′
k
分别为第k个被分类为矸石的煤石目标的长度和宽度。6.根据权利要求4所述的煤矿矿脉走势推理系统，其特征在于：每个开采煤层的品质分布信息包括该开采煤层中富煤、正常煤和贫煤的分布情况，所述每个开采煤层的品...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙吉鹏，公绪文，于智泓，张鹏飞，季安坤，王建，李永峰，
申请(专利权)人：九州天禾山东智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：