一种煤层顶板砾岩厚度计算方法与流程

本发明涉及图像识别领域，具体涉及一种煤层顶板砾岩厚度计算方法，用于煤层顶板砾石厚的精细识别。

背景技术：

1、在我国，煤炭勘探与开采主要集中在侏罗系地层，这些地层的煤层特征为埋深较深、厚基岩和厚煤层。特别是煤层顶板普遍发育有一层弱胶结的砂砾岩含水层，这种地质结构极易导致水害，是矿井安全生产的一大隐患。若无法有效控制顶板含水层的水害，新建的大型井工矿井将面临严重的生存挑战，同时也将导致大量煤炭资源的浪费。目前，对于弱胶结含水层下的煤层开采，覆岩破坏高度的观测主要依赖于物探和钻探手段，特别是钻孔探测。这些探测通常在工作面相邻的巷道进行，用以监测采空区顶板覆岩的破坏高度。然而，受井下空间限制和施工难度影响，这些方法的观测精度和可靠性较低。

2、机器视觉技术在许多工业领域已经展现出其高效和精确的特性，如在制造业自动检测、医疗影像分析以及交通监控系统中的应用。机器视觉通过高精度的图像捕捉与复杂的图像处理算法，能够实现非侵入式、高效率的实时数据分析。尽管其在这些领域取得了显著的成就，但在煤层勘探领域，特别是在顶板岩层结构的精确识别和厚度计算方面，机器视觉技术的应用仍处于空白。

3、针对上述问题，本申请提出了一种煤层顶板砾岩厚度计算方法，用于煤层顶板砾石厚度的精细识别，不仅提高了顶板结构分析的精度和可靠性，也显著提升了作业的安全性和效率，为煤炭开采行业提供了一种智能化的观测手段。

技术实现思路

1、本发明提供一种煤层顶板砾岩厚度计算方法，该方法具体包括以下步骤：

2、s1：采集钻井视频数据，并提取得到关键帧图像集；

3、s2：将所述关键帧图像集输入至顶板砾岩识别模型得到多个关键帧的第一识别结果；

4、s3：根据关键帧的第一识结合红外光谱图像得到当前关键帧第二识别结果；

5、s4：根据第二识别结果判定顶板类型，并计算得到煤层顶板砾岩厚度。

6、本发明提供一种煤层顶板砾岩厚度计算系统，该系统包括：

7、图像采集设备：图像采集设备采集钻井视频数据，并提取得到关键帧图像集；

8、关键帧识别模块：关键帧识别模块将关键帧图像集输入至顶板砾岩识别模型得到多个关键帧的第一识别结果；

9、结果判别模块：所述结果判别模块根据关键帧的第一识结合红外光谱图像得到当前关键帧第二识别结果；

10、输出模块：所述输出模块根据第二识别结果判定顶板类型，并计算得到煤层顶板砾岩厚度。

11、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述一种煤层顶板砾岩厚度计算方法。

12、一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述一种煤层顶板砾岩厚度计算方法。

13、与现有技术相比，本发明旨在解决无法精细计算顶层砾岩类型和厚度问题，本发明通过对钻井视频的关键帧提取得到了深度间隔均匀的关键帧图像集，利用关键帧图像集快速进行相似度比对，找出岩层突变的位置，并结合红外光谱图像判定是否真实发生岩层突变，并记录所属岩层类别和对应深度。构建了顶层砾岩识别网络，利用原图和复原图像进行模型训练，采用高维深度特征表征语义信息准确判断前后帧图像是否一致，此外，在图像一致的情况下，本发明不断更新同一类别高维特征的聚类中心，找到更符合当前岩层类型的高维特征聚类中心，提高判断准确性。通过本发明所家贼的煤层顶板砾岩厚度计算方法，可快速判断当前井下不同位置的岩层类型和同一岩层类型的厚度，为后续煤炭开采挖掘提供建议。

技术特征：

1.一种煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于，所述关键帧图像集的获取包括：

3.根据权利要求2所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于，所述找到包含该深度d的对应视频片k，需要满足条件为：

4.根据权利要求3所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于：所述特征提取模块包含5个特征图其中，特征图采用特征提取模块得到，所述特征提取模块对本层输入特征图进行卷积处理得到中间特征图，中间特征图通过双通道卷积后进行按通道拼接，设置跨越连接将输入特征图和按通道拼接后的特征图进行融合得到输出特征图。

5.根据权利要求4所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于：所述特征增强模块的输入为特征图基于逐层融合的方式得到增强后的输出特征图，所述逐层融合具体为：

6.根据权利要求5所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于：

7.根据权利要求6所述的一种煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于，所述第一识别结果基于关键帧的第一特征向量和第二特征向量的相似度计算，判断关键帧是否属于不同地质类别；

8.根据权利要求7所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于：根据步骤s14获取得到的每一个关键帧所对应时间戳，提取对应的红外光谱图像，得到红外光谱关键帧图像；

9.根据权利要求8所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于：所述当前后关键帧的第一识别结果不一致时，结合红外光谱图像得到当前关键帧岩层第二识别结果具体包括：

10.根据权利要求9所述的煤层顶板砾岩厚度计算方法，其特征在于：所述根据第二识别结果判定顶板类型，并计算得到煤层顶板砾岩厚度具体包括：

技术总结本发明提供种一种煤层顶板砾岩厚度计算方法，涉及图像处理技术领域，本发明的岩层顶板砾岩厚度计算方法具体包括：采集钻井视频数据，并提取得到关键帧图像集；将所述关键帧图像集输入至顶板砾岩识别模型得到多个关键帧的第一识别结果；根据关键帧的第一识结合红外光谱图像得到当前关键帧第二识别结果；根据第二识别结果判定顶板类型，并计算得到煤层顶板砾岩厚度，通过上述步骤，本发明可以提高提高了顶板结构分析的精度和可靠性，提升了作业的安全性和效率。技术研发人员：谢松岩,刘浪泉,高光喆,闫星受保护的技术使用者：神华新街能源有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/12/2