CN114509813B - 基于槽波确定煤层厚度的方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种基于槽波确定煤层厚度的方法、装置及电子设备，包括：确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值。
Description
技术领域
本公开涉及地质勘探技术领域，尤其涉及一种基于槽波确定煤层厚度的方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
矿井地震勘探中利用槽波透射探测工作面(或巷道)内异常体分布，在煤层厚度稳定条件下，通过拾取各道旅行时信息进行层析成像得到速度分布结果，从而确定异常体位置。当煤层厚度不稳定，且探测目标为煤层厚度分布时，相关技术是利用巷道揭露的煤层厚度与巷道附近层析成像获得的速度信息进行多项式拟合，得到速度厚度对应观测结果，然后将层析成像的速度结果转换成厚度分布结果，但速度厚度对应观测结果中，同一速度对应多个煤层厚度，造成速度转换厚度分布结果存在误差。
发明内容
本公开提供了一种基于槽波确定煤层厚度的方法、装置、电子设备及存储介质，以至少解决现有技术中存在的以上技术问题。
根据本公开的第一方面，提供了一种基于槽波确定煤层厚度的方法，包括：
确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；
基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；
基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；
基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值。
上述方案中，所述基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，包括：
基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量；
确定所述第一槽波速度值对应的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量；
基于所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量和所述的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量，确定所述第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线；
其中，所述第一槽波速度值为任一槽波速度值，所述第一煤层厚度值为所述第一槽波速度值对应的任一煤层厚度值。
上述方案中，所述基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，包括：
基于厚度变化量，确定所述第一煤层厚度值对应的厚度区间，和所述厚度区间中煤层厚度值的数量；
基于所述厚度区间中煤层厚度值的数量，和所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量的商值，确定所述第一槽波速度值对应的所述第一煤层厚度值的概率；
确定所述第一槽波速度值对应的全部煤层厚度值的概率所对应的曲线为第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线。
上述方案中，所述确定针对所述第一槽波速度值全部所述第一煤层厚度值的概率对应的曲线为第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线之后，所述方法还包括：
基于所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线、第二槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线和第三槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线，更新所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线；
其中，所述第二槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第二槽波速度值小于所述第一槽波速度值；所述第三槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第三槽波速度值大于所述第一槽波速度值。
上述方案中，所述基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线，包括：
将所述各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线转换至同一坐标系下；
连接每条煤厚密度概率分布曲线中的至少一个极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
上述方案中，所述连接每条煤厚密度概率分布曲线中的至少一个极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线，包括：
确认每条煤厚密度概率分布曲线中至少一个极值点的序号；
连接各煤厚密度概率分布曲线中序号相同的极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
上述方案中，所述基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值，包括：
基于所述探测区域的层析成像结果，确定由所述巷道的切口、上巷道、下巷道向中心推进的每一层的至少一个标志点；
确定所述巷道最外层至少一个标志点的煤层厚度值；
确定巷道次外层的至少一个标志点中第一标志点的槽波速度值，以及与所述第一标志点之间距离最短的巷道最外层的第二标志点的煤层厚度值；
基于所述第一标志点的槽波速度值和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述第一标志点的槽波速度值对应的至少一个煤层厚度值中，与所述第二标志点的煤层厚度值之差最小的煤层厚度值，为所述第一标志点所对应的煤层厚度值。
根据本公开的第二方面，提供了一种基于槽波确定煤层厚度的装置，包括：
成像单元，用于确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；
构建单元，用于基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；
拟合单元，用于基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；
确定单元，用于基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定巷道对应的每一层中每一个标志点所对应的煤层厚度值。
根据本公开的第三方面，提供了一种电子设备，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行本公开所述的方法。
根据本公开的第四方面，提供了一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，所述计算机指令用于使所述计算机执行本公开所述的方法。
本公开的基于槽波确定煤层厚度的方法、装置、电子设备及存储介质，通过确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值，如此，可以精准地确定煤层厚度分布。
应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本公开的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本公开的范围。本公开的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
通过参考附图阅读下文的详细描述，本公开示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本公开的若干实施方式，其中：
在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。
图1示出了相关技术中探测区域的层析成像示意图；
图2示出了相关技术中基于层析成像结果确定的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系示意图；
图3示出了本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的方法的一种可选流程示意图；
图4示出了本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的方法的另一种可选流程示意图；
图5示出了本公开实施例提供的煤层厚度密度概率分布曲线的示意图；
图6示出了本公开实施例提供的煤厚密度曲线分布示意图；
图7示出了本公开实施例提供的巷道示意图；
图8示出了本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的装置的可选结构示意图；
图9示出了本公开实施例一种电子设备的组成结构示意图。
具体实施方式
为使本公开的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而非全部实施例。基于本公开中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
图1示出了相关技术中探测区域的层析成像示意图；图2示出了相关技术中基于层析成像结果确定的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系示意图。
矿井地震勘探中利用槽波透射探测工作面(或探测区域)内异常体分布，在煤层厚度稳定的情况下，通过拾取各道旅行时信息进行层析成像得到槽波速度分布，从而确定异常体位置。当煤层厚度不稳定，且探测目标为煤层厚度分布时，当前技术是利用巷道揭露的煤层厚度与巷道附近层析成像获得的槽波速度信息进行多项式拟合，得到速度-厚度对应观测结果，将层析成像速度结果(如图1所示)转换成厚度分布结果。
在图2中，横轴为层析结果中对应的槽波速度，纵轴为巷道厚度(或煤层厚度)，圆圈代表煤层厚度值、层析结果中槽波速度(横轴)对应的平面位置点，实线为人工选点拟合关系曲线，虚线为光滑处理后拟合关系曲线，从巷道揭露厚度与巷道附近层析结果速度关系图(图2)可知：同一槽波速度对应多个煤层厚度值，造成槽波速度转换煤层厚度分布结果存在误差。
针对相关技术中煤层厚度确认方法中存在的缺陷，本公开提供一种基于槽波确定煤层厚度的方法，以至少解决上述部分或全部技术问题，得到探测区域更真实、更精确的煤层厚度分布信息。
图3示出了本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的方法的一种可选流程示意图，将根据各个步骤进行说明。
步骤S101，确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果。
在一些实施例中，基于槽波确定煤层厚度的装置(以下简称装置)对探测区域内的单槽波进行频散分析，获得频散图，并在所述频散图上确定目标频率的槽波旅行时或槽波速度，然后基于所述槽波旅行时的信息或槽波速度的信息进行层析成像，获得探测区域的层析成像结果(如图1所示)。所述目标频率可以包括至少一个频率值，所述目标频率可以根据实际需求设置。
在一些实施例中，所述装置基于所述层析成像结果，获取探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，并基于所述探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系生成对应的煤层厚度-槽波速度拟合曲线。
在一些可选实施例中，所述装置还可以对所述探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系进行过滤，删除异常点。例如，如图2所示，速度1500、1600、1700、1800(米/秒)，分别对应的厚煤层6.3、6.8、6.9、6.7(米)，在理论上薄煤层(煤层厚度小于一定值)对应高速槽波，并且该对应关系的数量少，因此去除这类异常槽波速度与煤层厚度的对应关系，可以减少对后续处理的影响。这种对应关系与选择的频率所对应的旅行时(或速度)有关。
步骤S102，基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线。
在一些实施例中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率。
在一些实施例中，所述装置基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量；确定所述第一槽波速度值对应的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量；基于所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量和所述的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量，确定所述第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线；其中，所述第一槽波速度值为任一槽波速度值，所述第一煤层厚度值为所述第一槽波速度值对应的任一煤层厚度值。
具体实施时，所述装置可以基于厚度变化量，确定所述第一煤层厚度值对应的厚度区间，和所述厚度区间中煤层厚度值的数量；基于所述厚度区间中煤层厚度值的数量，和所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量的商值，确定所述第一槽波速度值对应的所述第一煤层厚度值的概率；确定所述第一槽波速度值对应的全部煤层厚度值的概率所对应的曲线为第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线。
其中，所述厚度区间中煤层厚度值的数量，包括所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值中，属于所述厚度区间的煤层厚度值的数量。
在一些可选实施例中，所述装置还可以基于所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线、第二槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线和第三槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线，更新所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线；
其中，所述第二槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第二槽波速度值小于所述第一槽波速度值；所述第三槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第三槽波速度值大于所述第一槽波速度值。
步骤S103，基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线。
在一些实施例中，所述装置将所述各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线转换至同一坐标系下；连接每条煤厚密度概率分布曲线中的至少一个极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
具体实施时，所述装置确认每条煤厚密度概率分布曲线中至少一个极值点的序号；连接各煤厚密度概率分布曲线中序号相同的极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
步骤S104，基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值。
在一些实施例中，所述装置基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值。其中，以所述层析成像结果中边界位置的槽波速度和煤层厚度为初始值，上巷道、下巷道和切眼所对应的层为层号0，从切眼、上巷道、下巷道均向中心推进第一固定距离，为层号1(即上下巷、切眼向里推进第一固定距离)。其中，所述第一固定距离可以根据实际需求设置。对每一层进行划分，每隔第二固定距离设置一个标志点。所述第二固定距离可以根据实际需求设置，所述第一固定距离与所述第二固定距离可以相同，也可以不同。
具体实施时，所述装置基于所述探测区域的层析成像结果，确每一层的至少一个标志点；确定所述巷道第一层至少一个标志点的煤层厚度值；确定巷道第二层的至少一个标志点中第一标志点的槽波速度值，以及与所述第一标志点之间距离最短的巷道第一层的第二标志点的煤层厚度值；基于所述第一标志点的槽波速度值和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述第一标志点的槽波速度值对应的至少一个煤层厚度值中，与所述第二标志点的煤层厚度值之差最小的煤层厚度值，为所述第一标志点所对应的煤层厚度值；其中，所述第一层与所述第二层相邻，所述第一层与切眼之间的距离小于所述第二层与所述切眼之间的距离。
例如，层号0的各标志点的煤层厚度值为揭露状态(已知)，以层号0为第一层，层号1为第二层，基于所述层号0中各标志点的煤层厚度值、所述层号1的各标志点的槽波速度值和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述层号1的各标志点的煤层厚度值。进一步，以层号1位第一层，层号2为第二层，确定所述层号2的各标志点的煤层厚度值，直至确认探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值。
具体实施时，所述装置基于所述第一标志点的槽波速度值和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述第一标志点的槽波速度值对应的至少一个煤层厚度值可以包括：确定所述至少一条速度厚度拟合曲线中，所述第一标志点的槽波速度值所对应的煤层厚度值(例如，可以以第一标志点的槽波速度值做一条竖线，确定所述竖线与所述至少一条速度厚度拟合曲线的交点，为所述第一标志点对应的至少一个煤层厚度值)。所述速度厚度拟合曲线的意义在于，基于有限的目标槽波速度值构建，可以应用于各槽波速度值。例如，所述拟合曲线基于但不限于速度v1和速度v2构建，若标志点的槽波速度值介于速度v1和速度v2之间，可以通过所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定标志点的槽波速度值所对应的至少一个煤层厚度值。
所述装置可以确定所述第一标志点的槽波速度值对应的至少一个煤层厚度值中，与所述第二标志点的煤层厚度值之差的绝对值最小的煤层厚度值为所述第一标志点所对应的煤层厚度值。
在一些可选实施例中，所述装置确认探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值之后，可以将所述每一层中每一个标志点的煤层厚度值投影到探测区域，以巷道的深度作为横轴，巷道的告诉作为纵轴，每一个标志点的煤层厚度值为深度图，构建所述探测区域的煤层厚度分布图(所述探测区域的厚度分布图的横纵坐标与图1相同，深度图由槽波速度值更新为煤层厚度值)。
如此，通过本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的方法，确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值，同一槽波速度对应一个煤层厚度值，在槽波速度转换成煤层厚度分布图时，可以实现一对一转换，得到探测区域更真实、更精确的煤层厚度分布信息。
图4示出了本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的方法的另一种可选流程示意图，将根据各个步骤进行说明。
步骤S201，确定探测区域的层析成像结果。
在一些实施例中，在一些实施例中，基于槽波确定煤层厚度的装置对探测区域内的单曹波进行频散分析，获得频散图，并在所述频散图上确定目标频率的槽波旅行时或槽波速度，然后基于所述槽波旅行时的信息或槽波速度的信息进行层析成像，获得探测区域的层析成像结果(如图1所示)。所述目标频率可以包括至少一个频率值，所述目标频率可以根据实际需求设置。
所述层析成像结果用于表征探测区域对应的巷道内各点的槽波速度值(或所述探测区域内的速度分布结果)。
在一些可选实施例中，所述装置还可以基于所述探测区域对应的巷道揭露的煤层厚度，与巷道的切口附近的层析成像结果进行多项式拟合，获得探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系(如图2所示)，将层析成像结果中槽波速度转换为煤层厚度，得到煤层厚度分布结果。
所述装置还可以对所述探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系进行过滤，删除异常点。例如，如图2所示，速度1500、1600、1700、1800(米/秒)，分别对应的厚煤层6.3、6.8、6.9、6.7(米)，在理论上薄煤层(即煤层厚度小于一定厚度值)对应高速槽波，并且该对应关系数量少，因此去除这类异常槽波速度与煤层厚度的对应关系，减少对后续处理的影响。这种对应关系与选择的频率所对应的旅行时(或速度)有关。
步骤S202，确定煤厚密度概率分布曲线。
在一些实施例中，所述装置构建速度域的煤厚密度概率分布曲线。对应于第一槽波速度值vi，有
个揭露的煤层厚度值h(0-最大厚度H)的数据个数(即如图2所示，一个槽波速度值对应的煤层厚度值的数量)，以煤层厚度值h为自变量，煤层厚度值hj附近对应的煤层厚度值个数
(且有
)信息(即所述第一槽波速度值vi对应的第一煤层厚度值hj所对应的厚度区间(hj-Δh，hj+Δh)中煤层厚度值的数量
)为因变量，获得煤层厚度值数量信息与煤层厚度的关系，并以
为归一化参数，即速度域的煤层厚度密度概率分布函数表达式，见式(1)：
其中，
为速度域第一槽波速度值vi对应的煤厚密度概率分布函数；hj为厚度变量h在第j个煤层厚度的煤层厚度值(即第一煤层厚度值)，j∈(0，H)，H为最大煤层厚度值；Δh为给定的厚度微小变化量(即厚度变化量)；sum()表示厚度区间(hj-Δh，hj+Δh)内揭露的煤层厚度值的数量，厚度区间内求和的目的是避免曲线为直折线，使得函数曲线更平滑；Nvi为速度第一槽波速度值vi对应的揭露煤层厚度值的个数。
也就是说，根据探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，可以确定一个槽波速度值对应多个煤层厚度值，煤层厚度密度概率分布表达式用于将针对于任一个槽波速度值的不同煤层厚度值的概率。在确定第一槽波速度值vi对应的煤层厚度密度概率分布曲线时，需要基于厚度微小变化量Δh，确定第一煤层厚度值hj所对应的厚度区间(hj-Δh，hj+Δh)，进一步，确定所述厚度区间中煤层厚度值的数量
基于所述厚度区间中煤层厚度值的数量，和所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量的商值，确定所述第一槽波速度值对应的所述第一煤层厚度值的概率。
即上述式(1)可以表达为：
其中，
在一些实施例中，所述装置为避免所有煤层厚度密度概率分布曲线在速度域内横向连续性差，将该点在横向上做平均光滑处理，确定与第一槽波速度值vi相邻的第二槽波速度值vi-1和第三槽波速度值vi+1对应的煤层厚度密度概率分布曲线，对所述第一槽波速度值vi、第二槽波速度值vi-1和第三槽波速度值vi+1对应的煤层厚度密度概率分布曲线进行加权求和处理，其中，各项权重之和为1，以各项权重均为1/3为例，得到公式(2)：
进一步，所述装置对第一槽波速度值vi对应的全部煤层厚度值对应的厚度区间(0，H)计算所有的
完成第一槽波速度值vi对应的煤层厚度密度概率分布曲线，参见图5。
图5示出了本公开实施例提供的煤层厚度密度概率分布曲线的示意图，图5中，横轴为煤层厚度值，纵轴为不同煤层厚度值对应的概率。
进一步，所述装置确定各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线。
步骤S203，基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，确定至少一条速度厚度拟合曲线。
在一些实施例中，在一些实施例中，所述装置将所述各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线转换至同一坐标系下；连接每条煤厚密度概率分布曲线中的至少一个极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
图6示出了本公开实施例提供的煤厚密度曲线分布示意图。
由公式(1)、(2)可知，煤厚密度概率分布曲线最大值小于等于1。以层析成像结果的槽波速度值为横轴，煤层厚度值为纵轴，将上述确定的各煤厚密度概率分布曲线投影到“速度-厚度”平面，如图6所示。每条曲线有大于1个局部极值点分布，将第一槽波速度值vi对应的煤厚密度概率分布曲线上极值点从大到小编号顺序为
…。(图中
表示速度小于vi、速度大于vi)将图中所有的极值点
对应的煤层厚度值
连接成曲线，并平滑处理，得到类似于图6中的拟合关系曲线la，其中M为速度离散化后速度空间的最大数量值(最大槽波速度值)；同样，将图中所有的次极值点(数值小于最大极值点，大于其他极值点)
对应的煤层厚度值
连接成曲线，并平滑处理，得到类似于图6中的拟合关系曲线lb；将图6中所有的下一组极值点
对应的煤层厚度值
连接成曲线，并平滑处理，得到类似于图6中的拟合关系曲线lc。这种拟合关系曲线的优势是，不同的槽波速度值能够对应相同的煤层厚度值，而现有技术图1中为一对一的函数关系。
其中，上述拟合关系曲线即速度厚度拟合曲线。
步骤S204，基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值。
在一些实施例中，随着拟合曲线lb、lc的增加，导致相同槽波速度值对应多个煤层厚度值，在速度转换成厚度时反投影选择困难，因此引入三维空间进行优势参数选择。将工作面(探测区域)已开巷道按照xoy平面直角坐标系展开，横轴为巷道的深度，纵轴表征巷道的高度，揭露的煤层厚度值为纵轴z方向，建立三维煤层厚度分布图。
图7示出了本公开实施例提供的巷道示意图。
以巷道附近揭露的煤厚为初始条件、巷道为初始边界，从巷道向里逐层进行速度向厚度转换，具体做法如图7所示，在层析成像结果中边界位置上速度-厚度为初始值，巷道和切眼为层号0，向里一层(与层析成像时网格剖分大小一致，实施例中的网格大小为5m×5m网格剖分)，即上巷道(上巷)、下巷道(下巷)、切眼共同向里推进5m位置，层号为1，基于层号1的每个标志点的槽波速度值读取每条曲线{hla、hlb、hlc、…}上对应的至少一个煤层厚度值，令至少一个煤层厚度值与最近的巷道位置煤层厚度值相减，取最小值对应的hlk，得到标志点的槽波速度转换为煤层厚度值为hlk,即：
Δhlk--min{(|havi-hx0iy0j|)、(|hbvi-hx0iy0j|),(|hcvi-hx0iy0j|)、…)
取Δhlk对应的厚度序列值hlk，对该层所有点按照此方法将速度转换为厚度；向里推进一层，对层号2进行处理，此时的边界位置为层号1，初始值(hx0iy0j)为已经计算的层号1对应的煤层厚度值；同理向里逐层递推进行转换，直至最后层号P结束。hx0iy0j为与标志点之间距离最短，且已揭露(已知)的煤层厚度值。
步骤S205，确定层析成像煤厚分布图。
在一些实施例中，所述装置确认探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值之后，可以将所述每一层中每一个标志点的煤层厚度值投影到探测区域，以巷道的深度作为横轴，巷道的告诉作为纵轴，每一个标志点的煤层厚度值为深度图，构建所述探测区域的煤层厚度分布图(所述探测区域的厚度分布图的横纵坐标与图1相同，深度图由槽波速度值更新为煤层厚度值)。
如此，通过本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的方法，确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值，同一槽波速度对应一个煤层厚度值，在槽波速度转换成煤层厚度分布图时，可以实现一对一转换，得到探测区域更真实、更精确的煤层厚度分布信息。
图8示出了本公开实施例提供的基于槽波确定煤层厚度的装置的可选结构示意图，将根据各个部分进行说明。
在一些实施例中，基于槽波确定煤层厚度的装置可以包括：成像单元、构建单元、拟合单元和确定单元。
所述成像单元，用于确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；
所述构建单元，用于基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；
所述拟合单元，用于基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；
所述确定单元，用于基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定巷道对应的每一层中每一个标志点所对应的煤层厚度值。
在一些实施例中，基于槽波确定煤层厚度的装置700可以包括：成像单元701、构建单元702、拟合单元703和确定单元704。
所述成像单元701，用于确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；
所述构建单元702，用于基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；
所述拟合单元703，用于基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；
所述确定单元704，用于基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定巷道对应的每一层中每一个标志点所对应的煤层厚度值。
所述构建单元702，具体用于基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量；确定所述第一槽波速度值对应的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量；基于所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量和所述的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量，确定所述第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线；其中，所述第一槽波速度值为任一槽波速度值，所述第一煤层厚度值为所述第一槽波速度值对应的任一煤层厚度值。
所述构建单元702，具体用于基于厚度变化量，确定所述第一煤层厚度值对应的厚度区间，和所述厚度区间中煤层厚度值的数量；基于所述厚度区间中煤层厚度值的数量，和所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量的商值，确定所述第一槽波速度值对应的所述第一煤层厚度值的概率；确定所述第一槽波速度值对应的全部煤层厚度值的概率所对应的曲线为第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线。
所述构建单元702，还用于在确定针对所述第一槽波速度值全部所述第一煤层厚度值的概率对应的曲线为第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线之后，基于所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线、第二槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线和第三槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线，更新所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线；其中，所述第二槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第二槽波速度值小于所述第一槽波速度值；所述第三槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第三槽波速度值大于所述第一槽波速度值。
所述拟合单元703，具体用于将所述各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线转换至同一坐标系下；连接每条煤厚密度概率分布曲线中的至少一个极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
所述拟合单元703，具体用于确认每条煤厚密度概率分布曲线中至少一个极值点的序号；连接各煤厚密度概率分布曲线中序号相同的极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
所述确定单元704，具体用于基于所述探测区域的层析成像结果，确定由所述巷道的切口、上巷道、下巷道向中心推进的每一层的至少一个标志点；确定所述巷道第一层至少一个标志点的煤层厚度值；确定巷道第二层的至少一个标志点中第一标志点的槽波速度值，以及与所述第一标志点之间距离最短的巷道第一层的第二标志点的煤层厚度值；基于所述第一标志点的槽波速度值和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述第一标志点的槽波速度值对应的至少一个煤层厚度值中，与所述第二标志点的煤层厚度值之差最小的煤层厚度值，为所述第一标志点所对应的煤层厚度值；其中，所述第一层与所述第二层相邻，所述第一层与切眼之间的距离小于所述第二层与所述切眼之间的距离。
根据本公开的实施例，本公开还提供了一种电子设备和一种可读存储介质。
图9示出了可以用来实施本公开的实施例的示例电子设备800的示意性框图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备和其它类似的计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本公开的实现。
如图9所示，电子设备800包括计算单元801，其可以根据存储在只读存储器(ROM)802中的计算机程序或者从存储单元808加载到随机访问存储器(RAM)803中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在RAM 803中，还可存储设备800操作所需的各种程序和数据。计算单元801、ROM 802以及RAM 803通过总线804彼此相连。输入/输出(I/O)接口805也连接至总线804。
电子设备800中的多个部件连接至I/O接口805，包括：输入单元806，例如键盘、鼠标等；输出单元807，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元808，例如磁盘、光盘等；以及通信单元809，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元809允许设备800通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
计算单元801可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。计算单元801的一些示例包括但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、各种专用的人工智能(AI)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的计算单元、数字信号处理器(DSP)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。计算单元801执行上文所描述的各个方法和处理，例如基于槽波确定煤层厚度的方法。例如，在一些实施例中，基于槽波确定煤层厚度的方法可被实现为计算机软件程序，其被有形地包含于机器可读介质，例如存储单元808。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由ROM 802和/或通信单元809而被载入和/或安装到设备800上。当计算机程序加载到RAM 803并由计算单元801执行时，可以执行上文描述的基于槽波确定煤层厚度的方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，计算单元801可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行基于槽波确定煤层厚度的方法。
本文中以上描述的系统和技术的各种实施方式可以在数字电子电路系统、集成电路系统、场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)、专用标准产品(ASSP)、芯片上系统的系统(SOC)、负载可编程逻辑设备(CPLD)、计算机硬件、固件、软件、和/或它们的组合中实现。这些各种实施方式可以包括：实施在一个或者多个计算机程序中，该一个或者多个计算机程序可在包括至少一个可编程处理器的可编程系统上执行和/或解释，该可编程处理器可以是专用或者通用可编程处理器，可以从存储系统、至少一个输入装置、和至少一个输出装置接收数据和指令，并且将数据和指令传输至该存储系统、该至少一个输入装置、和该至少一个输出装置。
用于实施本公开的方法的程序代码可以采用一个或多个编程语言的任何组合来编写。这些程序代码可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器或控制器，使得程序代码当由处理器或控制器执行时使流程图和/或框图中所规定的功能/操作被实施。程序代码可以完全在机器上执行、部分地在机器上执行，作为独立软件包部分地在机器上执行且部分地在远程机器上执行或完全在远程机器或服务器上执行。
在本公开的上下文中，机器可读介质可以是有形的介质，其可以包含或存储以供指令执行系统、装置或设备使用或与指令执行系统、装置或设备结合地使用的程序。机器可读介质可以是机器可读信号介质或机器可读储存介质。机器可读介质可以包括但不限于电子的、磁性的、光学的、电磁的、红外的、或半导体系统、装置或设备，或者上述内容的任何合适组合。机器可读存储介质的更具体示例会包括基于一个或多个线的电气连接、便携式计算机盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM或快闪存储器)、光纤、便捷式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光学储存设备、磁储存设备、或上述内容的任何合适组合。
为了提供与用户的交互，可以在计算机上实施此处描述的系统和技术，该计算机具有：用于向用户显示信息的显示装置(例如，CRT(阴极射线管)或者LCD(液晶显示器)监视器)；以及键盘和指向装置(例如，鼠标或者轨迹球)，用户可以通过该键盘和该指向装置来将输入提供给计算机。其它种类的装置还可以用于提供与用户的交互；例如，提供给用户的反馈可以是任何形式的传感反馈(例如，视觉反馈、听觉反馈、或者触觉反馈)；并且可以用任何形式(包括声输入、语音输入或者、触觉输入)来接收来自用户的输入。
可以将此处描述的系统和技术实施在包括后台部件的计算系统(例如，作为数据服务器)、或者包括中间件部件的计算系统(例如，应用服务器)、或者包括前端部件的计算系统(例如，具有图形用户界面或者网络浏览器的用户计算机，用户可以通过该图形用户界面或者该网络浏览器来与此处描述的系统和技术的实施方式交互)、或者包括这种后台部件、中间件部件、或者前端部件的任何组合的计算系统中。可以通过任何形式或者介质的数字数据通信(例如，通信网络)来将系统的部件相互连接。通信网络的示例包括：局域网(LAN)、广域网(WAN)和互联网。
计算机系统可以包括客户端和服务器。客户端和服务器一般远离彼此并且通常通过通信网络进行交互。通过在相应的计算机上运行并且彼此具有客户端-服务器关系的计算机程序来产生客户端和服务器的关系。服务器可以是云服务器，也可以为分布式系统的服务器，或者是结合了区块链的服务器。
应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发公开中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本公开公开的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或隐含地包括至少一个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本公开的具体实施方式，但本公开的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种基于槽波确定煤层厚度的方法，其特征在于，所述方法包括：
确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；
基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；
基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；
基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值；
所述基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，包括：
基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量；确定所述第一槽波速度值对应的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量；基于所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量和所述的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量，确定所述第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线；
其中，所述第一槽波速度值为任一槽波速度值，所述第一煤层厚度值为所述第一槽波速度值对应的任一煤层厚度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，包括：
基于厚度变化量，确定所述第一煤层厚度值对应的厚度区间，和所述厚度区间中煤层厚度值的数量；
基于所述厚度区间中煤层厚度值的数量，和所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量的商值，确定所述第一槽波速度值对应的所述第一煤层厚度值的概率；
确定所述第一槽波速度值对应的全部煤层厚度值的概率所对应的曲线为第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定针对所述第一槽波速度值全部所述第一煤层厚度值的概率对应的曲线为第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线之后，所述方法还包括：
基于所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线、第二槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线和第三槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线，更新所述第一槽波速度值对应的煤厚密度分布曲线；
其中，所述第二槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第二槽波速度值小于所述第一槽波速度值；所述第三槽波速度值与所述第一槽波速度值相邻，且所述第三槽波速度值大于所述第一槽波速度值。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线，包括：
将所述各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线转换至同一坐标系下；
连接每条煤厚密度概率分布曲线中的至少一个极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述连接每条煤厚密度概率分布曲线中的至少一个极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线，包括：
确认每条煤厚密度概率分布曲线中至少一个极值点的序号；
连接各煤厚密度概率分布曲线中序号相同的极值点，形成至少一条速度厚度拟合曲线。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述探测区域对应的巷道的每一层中每一个标志点的煤层厚度值，包括：
基于所述探测区域的层析成像结果，确定由所述巷道的切口、上巷道、下巷道向中心推进的每一层的至少一个标志点；
确定所述巷道第一层至少一个标志点的煤层厚度值；
确定巷道第二层的至少一个标志点中第一标志点的槽波速度值，以及与所述第一标志点之间距离最短的巷道第一层的第二标志点的煤层厚度值；
基于所述第一标志点的槽波速度值和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定所述第一标志点的槽波速度值对应的至少一个煤层厚度值中，与所述第二标志点的煤层厚度值之差最小的煤层厚度值，为所述第一标志点所对应的煤层厚度值；
其中，所述第一层与所述第二层相邻，所述第一层与切眼之间的距离小于所述第二层与所述切眼之间的距离。
7.一种基于槽波确定煤层厚度的装置，其特征在于，所述装置包括：
成像单元，用于确定探测区域的槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，和/或层析成像结果；
构建单元，用于基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定至少一个槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线，其中，所述煤厚密度概率分布曲线用于表征任一槽波速度值对应的不同煤层厚度的概率；
拟合单元，用于基于各槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线的至少一个极值点，确定至少一条速度厚度拟合曲线；
确定单元，用于基于所述探测区域的层析成像结果和所述至少一条速度厚度拟合曲线，确定巷道对应的每一层中每一个标志点所对应的煤层厚度值；
所述构建单元，具体用于基于所述槽波速度与煤层厚度之间的对应关系，确定第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量；确定所述第一槽波速度值对应的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量；基于所述第一槽波速度值对应的煤层厚度值的数量和所述的第一煤层厚度值所对应的厚度区间中煤层厚度值的数量，确定所述第一槽波速度值对应的煤厚密度概率分布曲线；
其中，所述第一槽波速度值为任一槽波速度值，所述第一煤层厚度值为所述第一槽波速度值对应的任一煤层厚度值。
8.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行权利要求1-6中任一项所述的方法。
9.一种存储有计算机指令的非瞬时计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机指令用于使所述计算机执行根据权利要求1-6中任一项所述的方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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