本發(fā)明涉及鉆探，具體為一種不同長輸管道斜井傾角下開挖進尺安全性智能計算方法。

背景技術：

1、長輸管道工程是現(xiàn)代基礎設施建設中的重要領域，涉及石油、天然氣等能源的長距離輸送，管道斜井的設計和施工是關鍵技術之一，具體來說，不同傾角下的管道斜井開挖是長輸管道工程中的一個復雜且具有挑戰(zhàn)性的環(huán)節(jié)。

2、在現(xiàn)有的管道斜井開挖實踐中，傳統(tǒng)的方法多依賴于經(jīng)驗和簡單的地質參數(shù)分析，缺乏系統(tǒng)性和智能化的計算手段，這導致在復雜地質條件下，開挖過程中容易出現(xiàn)不可預見的風險，包括巖層崩塌和設備損壞，此外，由于地質條件的多樣性和不確定性，現(xiàn)有方法往往難以準確預測和應對這些風險，導致施工過程中常常需要臨時調整方案，增加了施工時間和成本。

技術實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種不同長輸管道斜井傾角下開挖進尺安全性智能計算方法，解決了背景技術中提到的問題。

2、為實現(xiàn)以上目的，本發(fā)明通過以下技術方案予以實現(xiàn)：一種不同長輸管道斜井傾角下開挖進尺安全性智能計算方法，包括以下步驟：

3、s1、通過對礦井設計方案和目標礦脈位置，對巖芯進行分段取樣和分析，確定巖層的硬度、密度、孔隙率和含水率物理特性，記錄并整理巖芯分析數(shù)據(jù)，形成鉆探信息組；

4、s2、通過無人機測繪進行地表地質測繪，記錄地形、地貌和地質特征，通過根據(jù)鉆探信息組，繪制從地面至礦脈的地質剖面圖，展示不同地層的分布、厚度和傾斜情況，并對獲取的地質剖面圖中若干層次交接處或異常點進行標記三維坐標信息，并統(tǒng)計獲取層級標記總數(shù)n和異常點標記總數(shù)m，組成繪測信息組；

5、s3、通過使用機器學習算法對鉆探信息組和繪測信息組進行建立地質傾角關聯(lián)分析模型，對地質傾角關聯(lián)分析模型進行訓練和分析后獲取層級標記調控系數(shù)cjxs和異常點標記調控系數(shù)ycxs；

6、s4、對層級標記調控系數(shù)cjxs和異常點標記調控系數(shù)ycxs進行擬合，獲取地質評估指數(shù)pgzs，并與預設的地質斜井傾角波動評估閾值p進行匹配，獲取當前地質斜井傾角下開挖進尺調控方案。

7、優(yōu)選的，通過對礦井設計方案和目標礦脈位置，布置鉆孔的位置和數(shù)量，利用鉆探設備進行鉆探，獲取連續(xù)的巖芯樣本，對巖芯進行分段取樣和分析，確定巖層的硬度、密度、孔隙率和含水率物理特性，記錄并整理巖芯分析數(shù)據(jù)，形成鉆探信息組，包括：鉆孔位置信息、巖芯硬度信息、巖芯樣本信息、巖層特性信息和附加信息。

8、優(yōu)選的，通過使用無人機設備進行繪測任務，其中繪測任務內包括覆蓋礦井設計區(qū)域和目標礦脈位置，通過無人機按照規(guī)劃路線飛行，獲取地表的高分辨率影像和lidar數(shù)據(jù)，記錄地形、地貌和地質特征；

9、同步將無人機采集的數(shù)據(jù)進行預處理，包括圖像拼接、點云生成和數(shù)據(jù)清洗，去除噪音和異常值。

10、優(yōu)選的，將無人機測繪數(shù)據(jù)和鉆探信息組整合，用來組成完整的地質模型，包括使用地質建模軟件，構建三維地質模型，展示地層結構和特征，使用地質建模軟件沿選定的剖面線生成地質剖面圖，展示從地面至礦脈的巖層分布、厚度和傾斜情況，在剖面圖中標注地質特征，包括斷層、裂隙、巖層界面、巖層傾角和傾向、地下水位、沉積結構和侵入巖體，并記錄其三維坐標信息(x,y,z)，同步對巖層界面數(shù)量進行記錄標記，獲取層級標記總數(shù)n，異常地質特征進行記錄標記，獲取異常點標記總數(shù)m，異常地質特征包括：斷層、裂隙、地下水位和巖性突變。

11、優(yōu)選的，對鉆探信息組和繪測信息組進行預處理，包括數(shù)據(jù)清洗處理、數(shù)據(jù)標準處理、數(shù)據(jù)歸一化處理和數(shù)據(jù)整合，組成預處理后的鉆探信息組和繪測信息組；

12、其中，鉆探信息組包括：巖芯巖層硬度值dyz、巖芯巖層密度值mdz、取樣深度值sdz和鉆探取樣巖芯坐標(qx,qy,qz)；

13、繪測信息組包括：層級標記總數(shù)n、層級邊界坐標(bx,by,bz)、異常點標記總數(shù)m和異常點坐標(yx,yy,yz)；

14、再對預處理后的鉆探信息組和繪測信息組使用機器學習算法建立地質傾角關聯(lián)分析模型，對地質傾角關聯(lián)分析模型進行訓練和分析后獲取層級標記調控系數(shù)cjxs和異常點標記調控系數(shù)ycxs。

15、優(yōu)選的，所述層級標記調控系數(shù)cjxs通過以下計算方式獲?。?/p>

16、

17、式中，cjxs表示層級標記調控系數(shù)，n表示層級標記總數(shù)，i表示第i層級巖層，dyz表示巖芯巖層硬度值，mdz表示巖芯巖層密度值，sdz表示取樣深度值，qx,qy,qz分別表示鉆探取樣巖芯坐標的x軸y軸z軸值，分別表示鉆探取樣巖芯坐標平均值的x軸y軸z軸值，c1表示巖芯巖層硬度值dyz與取樣深度值sdz計算結果的比例系數(shù)，c2表示巖芯巖層密度值mdz與取樣深度值sdz計算結果的比例系數(shù)，c3表示鉆探取樣巖芯坐標(qx,qy,qz)和鉆探取樣巖芯坐標平均值計算結果的比例系數(shù)；

18、其中，0≤c1≤1，0≤c2≤1，0≤c3≤1，且c1+c2+c3＝1。

19、優(yōu)選的，所述異常點標記調控系數(shù)ycxs通過以下計算公式獲?。?/p>

20、

21、式中，ycxs通過異常點標記調控系數(shù)，n表示層級標記總數(shù)，i表示第i層級巖層，bx,by,bz分別表示層級邊界坐標的x軸y軸z軸值，m表示異常點標記總數(shù)，yx,yy,yz分別表示異常點坐標的x軸y軸z軸值，y1表示層級標記總數(shù)n和異常點標記總數(shù)m計算結果的比例系數(shù)，y2表示層級邊界坐標(bx,by,bz)和異常點坐標(yx,yy,yz)計算結果的比例系數(shù)；

22、其中，0≤y1≤1，0≤y2≤1，且y1+y2＝1。

23、優(yōu)選的，對層級標記調控系數(shù)cjxs和異常點標記調控系數(shù)ycxs進行擬合，獲取地質評估指數(shù)pgzs；

24、所述地質評估指數(shù)pgzs通過以下計算公式獲取：

25、

26、式中，pgzs表示地質評估指數(shù)，cjxs表示層級標記調控系數(shù)，ycxs表示異常點標記調控系數(shù)，p1和p2分別表示層級標記調控系數(shù)cjxs和異常點標記調控系數(shù)ycxs的比例系數(shù)；

27、其中，0≤p1≤1，0≤p2≤1，且p1+p2＝1，k表示修正常數(shù)。

28、優(yōu)選的，通過預設的地質斜井傾角波動評估閾值p與地質評估指數(shù)pgzs進行匹配，獲取當前地質斜井傾角下開挖進尺調控方案；

29、所述地質斜井傾角下開挖進尺調控方案通過以下匹配方式獲?。?/p>

30、地質評估指數(shù)pgzs＜地質斜井傾角波動評估閾值p，獲取當前地質設計斜井傾角和開挖進尺深度無異常，不調整開挖進尺深度或長度以及斜井傾角的角度信息；

31、地質評估指數(shù)pgzs≥地質斜井傾角波動評估閾值p，獲取當前地質設計斜井傾角和開挖進尺深度異常，調整開挖進尺深度或長度以及斜井傾角的角度信息，在發(fā)送通知至相關工作人員，更改相關斜井傾角角度信息、開挖進尺信息或相關定位位置后，再次執(zhí)行步驟s1至步驟s5，進行循環(huán)檢測。

32、優(yōu)選的，根據(jù)地質斜井傾角下開挖進尺調控方案內容進行具體通知和提示相關工作人員，包括：將開挖進尺調控方案傳達給現(xiàn)場作業(yè)人員,使相關工作人員了解當前開挖進尺和斜井傾角問題，將地質斜井傾角下開挖進尺調控方案內容進行存儲，并固定周期更新；

33、其中，通知方式包括短信、郵箱、通信軟件彈框提示和預設語言提示。

34、本發(fā)明提供了一種不同長輸管道斜井傾角下開挖進尺安全性智能計算方法，具備以下

35、有益效果：

36、(1)通過步驟s1至步驟s5，對礦井設計方案和目標礦脈位置，對巖芯進行分段取樣和分析，獲取鉆探信息組，以及繪制從地面至礦脈的地質剖面圖，獲取的地質剖面圖中若干層次交接處或異常點進行標記三維坐標信息，并統(tǒng)計獲取層級標記總數(shù)n和異常點標記總數(shù)m，組成繪測信息組，再進行建立地質傾角關聯(lián)分析模型，對地質傾角關聯(lián)分析模型進行訓練和分析后獲取層級標記調控系數(shù)cjxs和異常點標記調控系數(shù)ycxs，再進行擬合后獲取地質評估指數(shù)pgzs，并與預設的地質斜井傾角波動評估閾值p進行匹配，獲取當前地質斜井傾角下開挖進尺調控方案，大幅提升了斜井開挖的安全性和科學性，為礦井施工提供了可靠的技術支持。

37、(2)通過層級標記調控系數(shù)cjxs和異常點標記調控系數(shù)ycxs的計算，結合三維地質模型和地質剖面圖，識別和標記地質條件較為復雜或異常的區(qū)域，通過量化和可視化的地質數(shù)據(jù)支持，減少了人為因素對決策的影響，確保決策的科學性和可靠性，并且能夠處理大量地質數(shù)據(jù)，減少人工操作的時間和誤差。

38、(3)通過地質評估指數(shù)pgzs的計算，地質斜井傾角下開挖進尺調控方案的獲取，達到結合不同層級巖層和異常點的數(shù)據(jù)，使得地質評估更加全面和準確，有助于識別地質異常點和潛在風險，提高地質評估的科學性，同時在地質條件異常時，系統(tǒng)會發(fā)送通知至相關工作人員，通過短信、郵箱、通信軟件彈框提示和預設語言提示等方式，確保及時傳達調控方案，進而提高施工安全性和效率，以及全面的監(jiān)控和管理。