[發明專利]一種煤層露頭自燃及其影響范圍的探測方法

有效

• 申請號: 202210120621.8
• 申請日: 2022-02-09
• 公開（公告）號: CN114441595B
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 廖鑫;王自力;賈虎軍;唐梓洋;尹恒;王立娟;賈潔瓊;匡也;唐琴;張婧;萬真;黃昌萍;魏恩容
• 申請（專利權）人: 四川省安全科學技術研究院;四川安信科創科技有限公司
• 主分類號: G01N25/22
• 分類號: G01N25/22;G01N25/12;G01J5/48;G01N31/12
• 代理公司: 西安正華恒遠知識產權代理事務所(普通合伙) 61271
• 代理人: 陳選中

本發明公開了一種煤層露頭自燃及其影響范圍的探測方法，通過先獲取待探測區域的光學圖像和熱紅外圖像；然后基于所述光學圖像確定出所述待探測區域的歷史自燃點和高熱輻射強度干擾因素；然后基于所述熱紅外圖像分辨率網格化所述熱紅外圖像，并獲取每一個網格中的熱輻射強度值；然后基于所述熱輻射強度值確定出對應網格中的溫度場突變異常區；最后基于所述歷史自燃點、高熱輻射強度干擾因素和每一個網格中的溫度場突變異常區確定出待探測區域中的自燃點及其影響范圍，能夠準確探測到煤層露頭自燃及其影響范圍。

技術領域

本發明屬于煤層自燃探測技術領域，具體涉及一種煤層露頭自燃及其影響范圍的探測方法。

背景技術

煤是我國重要的能源資源，而煤層露頭這些充分暴露在大氣中的煤以及爆破后未及時采出的煤，由于和空氣接觸而氧化生熱，在一定的條件下會導致煤層露頭的自燃。

煤層露頭的自燃不但會造成巨大的經濟損失，而且嚴重污染環境，危害人員健康，甚至導致重大的人員傷亡事故，所以如何及時發現煤層露頭自燃是預防經濟損失人員傷害事故的重要問題。

現有技術中主要是通過紅外探測法來探測煤層露頭自燃，針對地表的煤層露頭自燃探測可采用無人機搭載紅外相機的方式來獲取熱紅外影像，然而無人機搭載紅外相機采集熱紅外影像數據，只能直接獲取地表輻射強度值，受地形起伏因素影響，不同高度的熱紅外影響數據不宜直接用于溫度高低的對比分析，同時周邊環境中的其他熱源與高輻射強度等干擾無法直接排除，其探測準確率低、可靠性差。

因此，如何提升煤層露頭自燃災害探測的準確率和可靠性，是本領域技術人員有待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的是為了提升煤層露頭自燃災害探測的準確率和可靠性，提出了一種煤層露頭自燃及其影響范圍的探測方法。

本發明的技術方案為：一種煤層露頭自燃及其影響范圍的探測方法，所述方法包括以下步驟：

S1、獲取待探測區域的光學圖像和熱紅外圖像；

S2、基于所述光學圖像確定出所述待探測區域的歷史自燃點和高熱輻射強度干擾因素；

S3、基于所述熱紅外圖像分辨率網格化所述熱紅外圖像，并獲取每一個網格中的熱輻射強度值；

S4、基于所述熱輻射強度值確定出對應網格中的溫度場突變異常區；

S5、基于所述歷史自燃點、高熱輻射強度干擾因素和每一個網格對應的溫度場突變異常區確定待探測區域中的自燃點及其影響范圍。

進一步地，所述步驟S1具體包括以下分步驟：

S11、通過所述無人機采集所述待探測區域的光學影像和熱紅外影像；

S12、基于無人機定位定姿系統分別對光學影像和熱紅外影像進行拼接得到對應的初步光學圖像和初步熱紅外圖像；

S13、通過地面控制點數據分別對初步光學圖像和初步熱紅外圖像進行校正與配準后得到對應的光學圖像和熱紅外圖像。

進一步地，所述步驟S2具體包括以下分步驟：

S21、獲取歷史煤層露頭與歷史煤層露頭自燃的表觀特征數據集；

S22、通過所述表觀特征數據集對預設神經網絡進行訓練；

S23、基于訓練后的預設神經網絡確定出所述歷史自燃點和高熱輻射強度干擾因素。

進一步地，所述表觀特征數據集具體包括煤層露頭出露線形態、歷史自燃點坐標位置和影響范圍、人類活動源點和裸露邊坡特征數據。

進一步地，所述步驟S3中獲取每一個網絡中的熱輻射值具體包括以下分步驟：