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采场全生命周期的矿压危害事件知识图谱表示方法研究

侯运炳 陈柚龙 王雅先 孙振明 任洁 王乐耕 马晶 杜建标

侯运炳, 陈柚龙, 王雅先, 孙振明, 任洁, 王乐耕, 马晶, 杜建标. 采场全生命周期的矿压危害事件知识图谱表示方法研究[J]. 矿业科学学报, 2024, 9(2): 295-303. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2024.02.016
引用本文: 侯运炳, 陈柚龙, 王雅先, 孙振明, 任洁, 王乐耕, 马晶, 杜建标. 采场全生命周期的矿压危害事件知识图谱表示方法研究[J]. 矿业科学学报, 2024, 9(2): 295-303. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2024.02.016
HOU Yunbing, CHEN Youlong, WANG Yaxian, SUN Zhenming, REN Jie, WANG Legeng, MA Jing, DU Jianbiao. Research on knowledge graph representation method of mine pressure hazard events in stope whole life cycle[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2024, 9(2): 295-303. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2024.02.016
Citation: HOU Yunbing, CHEN Youlong, WANG Yaxian, SUN Zhenming, REN Jie, WANG Legeng, MA Jing, DU Jianbiao. Research on knowledge graph representation method of mine pressure hazard events in stope whole life cycle[J]. Journal of Mining Science and Technology, 2024, 9(2): 295-303. doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2024.02.016

采场全生命周期的矿压危害事件知识图谱表示方法研究

doi: 10.19606/j.cnki.jmst.2024.02.016
基金项目: 

国家重点研发计划 2017YFC0804303

详细信息
    作者简介:

    侯运炳(1962—),男,陕西安康人,二级教授,博士生导师,主要从事数字矿山、智能采矿、尾砂固结排放技术、能源经济与政策等方面的研究工作。Tel:13051090099,E-mail:houyunbing2000@163.com

  • 中图分类号: TD823.97

Research on knowledge graph representation method of mine pressure hazard events in stope whole life cycle

  • 摘要: 知识图谱是认知智能研究不可或缺的组成部分。针对采场矿压危害事件传统分析方法对煤矿开采过程中应力时空演化过程及隐患演化与风险防控关系等表达存在不足的问题,本文基于采场全生命周期提出一种采场矿压危害事件知识图谱表示方法:首先,从地质灾害的角度,分析采场应力及分布的动态特性,对矿压地质灾害中的各节点进行动态关联,提出顾及时空过程的采场矿压地质灾害知识图谱表示方法。其次,从事故的角度,分析采场矿压事故隐患演化与风险防控过程,将隐患耦合演化与防治措施融入知识图谱表示模型中。最后,运用Neo4j构建矿压危害事件知识图谱。结果表明:依据该表示方法构建的知识图谱,不仅刻画了灾害事件中不同对象的时空演化过程,还描述了隐患耦合演化过程以及对应的风险防控措施,为采场矿压危害的防治提供了智能研究途径。
  • 图  1  采场全生命周期应力演化的3个状态

    Figure  1.  Three states of stress evolution in stope life cycle

    图  2  采场矿压危害事件知识图谱表示模型

    Figure  2.  Knowledge graph representation model of stope mine pressure hazard events

    图  3  隐患演化及风险防控体系

    Figure  3.  Hazard evolution and risk prevention and control system

    图  4  灾害角度节点及关系表示示例

    Figure  4.  Example of disaster angle node and relation representation

    图  5  隐患演化与风险防控体系知识图谱表示

    Figure  5.  Knowledge graph representation of hazard evolution and risk prevention and control system

    图  6  事故角度节点及关系表示示例

    Figure  6.  Example of accident angle node and relation representation

    图  7  灾害角度知识图谱展示(部分)

    Figure  7.  Knowledge graph display from disaster perspective (Part)

    图  8  事故角度知识图谱展示(部分)

    Figure  8.  Accident angle knowledge graph display (Part)

    表  1  采场矿压危害知识图谱概念节点(部分)

    Table  1.   Concept nodes of stope mine pressure hazard knowledge graph (Part)

    类型 名称 说明
    概念节点(角度) 采场矿压显现地质灾害 采场矿压灾害角度顶层概念
    孕灾环境 孕灾环境概念
    致灾因子 致灾因子概念
    承灾体(受体) 承灾体概念
    开采过程中矿山压力的变化 矿压地质灾害中致灾因子的主要内容
    井工开采活动 孕灾环境中主要因素之一
    煤层赋存环境 孕灾环境中主要因素之一
    承灾体中人的概念
    财产 承灾体中财产的概念
    资源与环境 承灾体中资源与环境的概念
    …… 灾害角度其他概念节点
    概念节点(事故角度) 采场矿压显现安全事故 采场矿压事故角度顶层概念
    隐患 蛰伏、濒危、活动隐患的总称
    安全栅 预防、控制、保护措施的总称
    人的不安全行为 隐患的分类概念
    管理的缺失 隐患的分类概念
    机械的不安全状态 隐患的分类概念
    环境的不安全状态 隐患的分类概念
    预防措施 预防蛰伏与濒危隐患发展的措施概念
    控制措施 控制活动隐患发展的措施概念
    保护措施 保护受体的措施概念
    …… 事故角度其他概念节点
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    表  2  矿压危害知识图谱中对象、状态、属性节点(部分)

    Table  2.   Object, state and attribute nodes in knowledge graph of mine pressure hazard (Part)

    类型 名称 说明
    对象节点 某矿开采过程中矿山压力的变化 事件中矿压显现实例
    作业工人 事件中人物实例
    液压支架 事件中设备实例
    采煤机 事件中设备实例
    刮板输送机 事件中设备实例
    …… 其他对象节点
    状态节点 发生期 矿压显现发生期状态
    发育期 矿压显现发育期状态
    稳定期 矿压显现稳定期状态
    设备正常 设备正常状态
    设备受损 设备受损状态
    设备中断 设备中断状态
    …… 其他状态节点
    属性节点 设备名称 矿压地质灾害中设备的名称
    设备位置 矿压地质灾害中设备的位置
    中断时间 矿压地质灾害中设备中断的时间
    采高 井工开采活动中的开采高度
    控顶距 井工开采活动中的控顶距离
    工作面推进速度 井工开采活动中的工作面推进速度
    煤层倾角 煤岩层赋存环境中的煤岩倾角
    开采深度 煤岩层赋存环境中的开采深度
    围岩性质 煤岩层赋存环境中的围岩性质
    …… 其他属性节点
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-11-29
  • 修回日期:  2024-01-02
  • 刊出日期:  2024-04-30

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