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基于透明地质规划截割的中厚煤层智能开采模式研究
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作者 张泰铭 姚西龙 《煤矿现代化》 2024年第5期61-65,72,共6页
随着煤炭产业的持续发展,智能化开采成为提升煤矿安全生产和效率的关键。本文针对中厚煤层智能开采模式进行了深入研究,提出了一种基于透明地质规划截割的智能开采模式。该模式利用隐式迭代三维建模技术、数字孪生系统和精准开采控制技... 随着煤炭产业的持续发展,智能化开采成为提升煤矿安全生产和效率的关键。本文针对中厚煤层智能开采模式进行了深入研究,提出了一种基于透明地质规划截割的智能开采模式。该模式利用隐式迭代三维建模技术、数字孪生系统和精准开采控制技术,结合大数据智能分析决策技术,实现了综采工作面设备的自主规划截割。研究结果表明,该模式能够有效提升煤矿开采的透明度,实现煤层三维模型的准确构建及其动态调整,显著提高了煤矿智能化开采的效率和安全性。此外,本文还介绍了黄陵一号煤矿的实践案例,展示了该智能开采模式在实际应用中取得的显著成效,包括提升生产效率、节约人工成本以及实现减员增效。本文的研究成果对于现有煤矿实现智能化开采具有重要的实践参考意义。 展开更多
关键词 智能煤矿 透明地质 智能决策 精准控制 智能开采
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融合透明地质与灾害预警的煤矿综合管控平台研究
2
作者 樊子恒 《矿业安全与环保》 CAS 北大核心 2024年第4期168-174,180,共8页
透明地质、灾害预警和管控平台是智能化矿山建设的重要组成部分,是决定矿山智能化水平的重要标志。针对煤矿现有数据规范与交互协议覆盖子系统范围过小、相互转换困难、三维模型不能共用、信息系统缺乏界面标准规范、集成展示效果差、... 透明地质、灾害预警和管控平台是智能化矿山建设的重要组成部分,是决定矿山智能化水平的重要标志。针对煤矿现有数据规范与交互协议覆盖子系统范围过小、相互转换困难、三维模型不能共用、信息系统缺乏界面标准规范、集成展示效果差、功能重复开发现象普遍、资金浪费严重等突出问题,在感知接入规范和融合共享规范基础上,提出了数据六级分类编码结构,制订了涵盖基础类、安全类、生产类和管理类数据融合交互规范与交互协议,制订了煤矿信息系统统一UI界面设计规范和统一身份认证服务机制,实现了三维模型、通用业务功能模块和二三维GIS服务平台的一次构建多端复用,减少了煤矿企业及承建厂家人力资源与资金的投入,提高了透明地质、灾害预警与管控平台数据及操作的一致性,提升了平台的可视化展现能力和展示效果,为煤矿安全生产和灾害应急处置提供了有力支撑。 展开更多
关键词 透明地质 灾害监测 灾害预警 管控平台 数据规范 数据编码 设计规范
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透明地质建设中保障煤矿安全生产的措施研究
3
作者 权锡柱 王平 邢祥全 《中国科技期刊数据库 工业A》 2024年第8期0124-0127,共4页
透明地质系统作为智能化煤矿开发的基础,对于提高煤矿安全生产具有重要意义。本文从透明地质建设的概述、重要性分析以及具体的加强措施入手,探讨了如何利用透明地质建设保障煤矿安全生产,包括加强地质信息采集与监测技术、建立地质信... 透明地质系统作为智能化煤矿开发的基础,对于提高煤矿安全生产具有重要意义。本文从透明地质建设的概述、重要性分析以及具体的加强措施入手,探讨了如何利用透明地质建设保障煤矿安全生产,包括加强地质信息采集与监测技术、建立地质信息管理平台、完善风险管理机制等方面。通过实施这些措施旨在实现煤矿安全生产的科学化、精准化和智能化,为煤矿企业提供强有力的地质保障和支持。 展开更多
关键词 透明地质 煤矿安全 地质信息系统 智能化开采 风险管理
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综放工作面基于透明地质的智能协同开采技术
4
作者 问永忠 《陕西煤炭》 2024年第5期1-6,共6页
智能综放工作面在地质条件简单的矿井已经得到应用,但在地质条件复杂情况下综放工作面应用甚少。究其原因是构造、瓦斯、水等灾害影响着工作面正常回采,同时放顶煤过程地质依据性不强。以建庄煤矿4-2302综放工作面为例,结合综合地质探... 智能综放工作面在地质条件简单的矿井已经得到应用,但在地质条件复杂情况下综放工作面应用甚少。究其原因是构造、瓦斯、水等灾害影响着工作面正常回采,同时放顶煤过程地质依据性不强。以建庄煤矿4-2302综放工作面为例,结合综合地质探测工程,利用多源数据融合技术,构建高精度工作面多属性模型,采用地质模型剖切技术,生成地质截割曲线,发送至智能综放控制中心,配合综采三机精准控制,实现综放工作面基于透明地质的智能开采和放顶煤。现场试验结果表明,该技术提高了采煤效率,实现智能化综采放顶煤,为同类型复杂地质条件矿井实现智能开采提供经验借鉴。 展开更多
关键词 智能综放 地质综合探测 透明地质 多属性模型
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薄煤层高精度透明地质模型构建与应用
5
作者 高杬 霍金刚 吴博 《陕西煤炭》 2024年第11期139-142,165,共5页
陕煤黄陵矿业双龙煤矿智能工作面建设过程中,由于薄煤层开采作业空间有限,严重制约了智能化采煤装备的运行效率。为此,在综合分析地质条件的基础上,对工作面进行高精度透明地质模型构建工作,提高智能综采精细化程度。在综合地质勘探资... 陕煤黄陵矿业双龙煤矿智能工作面建设过程中,由于薄煤层开采作业空间有限,严重制约了智能化采煤装备的运行效率。为此,在综合分析地质条件的基础上,对工作面进行高精度透明地质模型构建工作,提高智能综采精细化程度。在综合地质勘探资料的基础上构建地层模型、断层模型,并结合巷道写实动态更新地质模型提高精度,保持回采前方50 m范围内地质模型顶底板精度在0.2 m左右,并结合截割工艺下发地质参数,为薄煤层智能精准开采提供了依据,减轻了井下工人的工作强度,从而提高了工作效率。 展开更多
关键词 薄煤层 透明地质模型 地层模型 断层模型 顶底板
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煤矿透明地质模型动态重构的关键技术与路径思考 被引量:26
6
作者 袁亮 张平松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期1-14,共14页
围绕煤炭“双碳”发展战略及智能精准开采需求,构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系,首要任务是提高地质条件透明化理论方法和技术水平。地质条件的精准判识对煤炭资源安全高效开发尤为关键,但由于地质条件多样、特殊、复杂,... 围绕煤炭“双碳”发展战略及智能精准开采需求,构建与智能化煤矿建设相匹配的透明地质保障体系,首要任务是提高地质条件透明化理论方法和技术水平。地质条件的精准判识对煤炭资源安全高效开发尤为关键,但由于地质条件多样、特殊、复杂,现阶段地质透明化及动态过程研究程度仍然不够充分。钻、掘、采、落是煤炭安全精准开发及矿井建设中的4个基本步骤,其对应的透明化条件场景涵盖钻孔、巷道、采煤工作面、采空区及废弃矿井等诸多内容。因此,随钻、随掘、随采、随落(后称“四随”)系列物探一体化透明信息的收集与表征至关重要。提出“四随”地质信息重构概念,基于不同的点、线、面、体信息的汇集与整合,逐步形成透明工作面、透明采区、透明煤矿动态的地质模型体系。具体而言,结合井下施工的钻孔所探查和揭露信息,形成孔周边特别是“随钻”过程中的惯性导航、煤岩识别、虚拟地质模型重构等技术突破;利用掘进机械在巷道工作面施工进程中超前探测与岩性分析,“随掘”获得对前方及周边一定范围内地质条件的物性成像和异常判断;根据割煤机及巷道空间布设探测与识别探头,对煤层、顶底板空间岩层进行“随采”过程的精准识别与异常判定,提高对割煤区煤厚及地质灾害体的预报精度;依托布设在采空区的浓度、渗流、湿度、温度、应力、应变等传感器,“随落”过程对采后各类环境及灾害条件进行数据监测与跟踪,提高对异常体和剩余资源的判识能力。基于“四随”动态高精度探查技术,进一步研发地层、构造、采场、资源等多源地质地球物理场数据信息融合技术,通过“四随”探测数据实时获取与融合处理,提高地质信息实时感知与交互能力,辅以虚拟可视、成像等技术,实时修正静态地质模型,完成动态地质模型重构,逐步实现煤矿地质条件的全透明化。通过构建煤矿生产全生命周期智能化信息平台,实现云端信息综合诊断和预警互助,为智能化煤矿建设及资源化评价利用提供可靠的技术支撑。 展开更多
关键词 透明地质 动态数据 多场信息采集 “四随” 智能化煤矿
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基于透明地质的综采工作面规划截割协同控制系统 被引量:4
7
作者 李森 李重重 刘清 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期175-184,共10页
随着煤矿智能化逐步应用开来,透明地质技术成为智能化开采的重要技术支撑之一。针对当前透明地质技术成果在智能开采应用中与装备控制集成融合度不高的问题,研发了基于透明地质的综采工作面规划截割协同控制系统。该系统以智能规划中心... 随着煤矿智能化逐步应用开来,透明地质技术成为智能化开采的重要技术支撑之一。针对当前透明地质技术成果在智能开采应用中与装备控制集成融合度不高的问题,研发了基于透明地质的综采工作面规划截割协同控制系统。该系统以智能规划中心和开采控制中心为核心,智能规划中心以地质模型等数据为依据,生成截割模板和控制策略;开采控制中心负责协同控制综采装备,依据截割模板执行控制策略。阐述了系统的两项关键技术,截割模板规划技术和综采装备协同控制技术。截割模板规划技术包括滚筒高度规划和截割工艺段规划。滚筒高度规划采用基于趋势分解与机器学习的滚筒高度预测方法,生成规划高度模板;截割工艺段规划根据单个工艺段的特征,结合中部和端头的截割工艺,形成了工艺段规划表。综采装备协同控制技术包括采煤机支架协同控制和煤流负荷协同控制。采煤机支架协同控制提出了截割前工艺适配和截割中实时调整的控制策略,保证采煤机运行时,支架能够自动跟机作业;煤流负荷协同控制提出了基于线性规划的控制方法,推导出采煤机速度的线性规划函数,用以调整采煤机的速度实现煤流负荷平衡。现场应用和试验表明:采煤机按照规划截割工艺自动执行,试验过程中每刀人工干预次数最大值为25次,人工干预次数下降64.28%~68.75%,刮板输送机负荷平稳可控,没有空载或停机现象。研究成果为智能化开采进一步提升提供了一定的参考价值。 展开更多
关键词 综采工作面 三维地质数字煤层 截割模板 规划截割 协同控制 透明地质 煤矿智能化
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基于透明地质模型的端面距监测及智能控制
8
作者 张强 张超超 《陕西煤炭》 2023年第4期209-212,共4页
在煤炭综采过程中,煤层的分布状态、工作面底板的水平度以及三机的运行姿态对端面距的大小都有着很大的影响,而端面距的大小需控制在合理的安全范围内。陕西黄陵二号煤矿煤层厚度为3.0~5.8 m,且存在一定倾角,对于液压支架与煤壁之间的... 在煤炭综采过程中,煤层的分布状态、工作面底板的水平度以及三机的运行姿态对端面距的大小都有着很大的影响,而端面距的大小需控制在合理的安全范围内。陕西黄陵二号煤矿煤层厚度为3.0~5.8 m,且存在一定倾角,对于液压支架与煤壁之间的端面距的维稳缺乏精准的监测功能以及自动化控制手段,因此仍需大量的井下维护人员频繁控制干预。为保证煤炭开采的连续性以及高效性,研发了一种基于数字化透明地质模型的端面距监测及控制系统。该系统是传统端面距监测技术的智能化延伸,主要包括支撑平台、增强感知、基线模板、控制预测4大部分。在大数据智能分析决策平台的基础上,结合透明地质模型数据,形成了端面距监测—预测—控制的新型工作模式。通过在黄陵二号煤矿进行的工业试验,验证了该工作模式达到了减员增效的改造目的,创造了一定的经济和社会价值,对保障综采工作面人员设备安全、高效生产具有重要意义。 展开更多
关键词 端面距 液压支架 端面冒落 透明地质模型 大数据决策平台
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煤炭精准开采地质保障与透明地质云计算技术 被引量:64
9
作者 卢新明 阚淑婷 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期2296-2305,共10页
煤炭精准开采的目标是以最少的人力实现煤炭资源的低损失、高产出、无事故、少破坏的全程智能化开采,除了开采工艺、采矿装备、传感感知、物联网、自动化和信息技术外,实现煤炭精准开采的技术关键就是基于四维空间的地质保障和透明地质... 煤炭精准开采的目标是以最少的人力实现煤炭资源的低损失、高产出、无事故、少破坏的全程智能化开采,除了开采工艺、采矿装备、传感感知、物联网、自动化和信息技术外,实现煤炭精准开采的技术关键就是基于四维空间的地质保障和透明地质的云计算技术。全面地论述了煤炭精准开采地质保障的技术内涵和目的,其核心是利用先进的装备和软件实现煤炭开采前、开采中和开采后全矿井地质体和隐蔽属性的精准化、可视化和透明化,并能够对地质灾害和危险源超前预知和防治,从地质层面确保精准开采工作的顺利进行。关于地质保障技术,阐述了地质体几何计算、地质灾害预测预报2个科学问题,凝练了构造地质、煤层地质、地质力学、地质扰动、瓦斯地质、水文地质、透明地质7项云计算技术,同时描述了这些科学问题和关键技术的研究进展。为了发挥地质保障技术在煤炭精准开采中的核心作用,首先,对构造地质精准建模、煤层煤质智能预测、开采扰动破坏分析、瓦斯参数反演和瓦斯灾害预报、水文地质分析和水害预警以及综合地质属性透明化处理等比较困难的科学问题和关键技术给出了解题思路。其次,论述了地质保障软件系统及其应用的云计算架构、主要功能以及在煤炭精准开采中的应用方式,并通过部分应用案例说明了这些技术方案的可行性。最后,指出只要在三轴绝对地应力传感器、宽频段微震传感器、宽量程风速传感器、富水区超前探测、煤层自然发火状态监测和在线水质化验等技术上取得进一步突破,就能为煤炭精准开采提供比较完整的地质保障。 展开更多
关键词 精准开采 地质保障 透明地质 云计算技术 解决方案
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煤炭精准开采透明地质条件的重构与思考 被引量:102
10
作者 袁亮 张平松 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2346-2356,共11页
矿井透明地质条件是煤炭精准开采智慧化的重要基础。结合矿井静态地质要素大数据信息库、多灾害源全程信息感知与监测、动态地质要素虚拟现实展示、特殊地质因素动态评判与风险判识、预警等智慧模块的交互应用,从静态与动态地质模型角... 矿井透明地质条件是煤炭精准开采智慧化的重要基础。结合矿井静态地质要素大数据信息库、多灾害源全程信息感知与监测、动态地质要素虚拟现实展示、特殊地质因素动态评判与风险判识、预警等智慧模块的交互应用,从静态与动态地质模型角度提出实现煤炭精准生产全过程地质条件透明化的思路。其一,静态地质模型通过采集“空-天-地-井-孔”全方位立体化探测模式数据,融合井巷建设基础地质信息,重构地下空间地质特征数字模型,为资源、构造、井巷等静态因素评价、浏览、计算等提供基础。其二,通过动态地质模型获取掘采工程扰动效应影响下,原生静态地下空间地质条件发生变形与破坏,由此而引起的应力应变场、地质地球物理场、渗流场、温度场、浓度场等状态发生改变的参量特征;以及工程动力学作用下,生产环境周边岩层的离层、裂隙、垮落、围岩失稳、底臌、冲击地压显现、应力集中与释放、煤与瓦斯涌突、突水溃沙等多种灾害源现象的动态地质信息变化量值。特别针对动态地质模型发生与发展过程中状态及参数的显现不同,通过进一步加强多介质、多相、多态、多维、多源数据的有机融合,进行多参数联合反演,搭建井上下复合源信息监控平台,构建耦合信息、致灾因素、灾害前兆等多元信息数据库和时空四维地质信息系统,进行实时连续动态监控;并通过对静态地质模型参数注入和改造,反演地质及灾害源条件的变化状态,实现对煤层精细赋存条件、多灾害源受采掘影响致灾过程的透明化。同时,结合采掘要素对特殊地质条件进行探测与评价,从而实现整个矿井地质条件的透明重构。实施中,还需要利用物联网、云平台、大数据、人工智能、VR等技术,进行资源整合、集成和升级改造,将矿区分散的、零星的地质信息聚集起来,实现“主动感知、自动分析、智能决策”,最终为煤系资源的精准开发利用和智慧矿区的建设管理提供支撑。 展开更多
关键词 透明地质条件 重构 精准开采 智慧矿井
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基于透明地质大数据智能精准开采技术研究 被引量:31
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作者 毛明仓 张孝斌 张玉良 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期286-293,共8页
透明工作面是目前智能化开采的重要研究方向,是实现无人化开采的重要途径。针对记忆割煤应用效果较差、传感器精度低、大数据融合应用率低、无法根据工作面地质条件变化进行自主感知、决策和调整等问题,开展了基于透明地质大数据智能精... 透明工作面是目前智能化开采的重要研究方向,是实现无人化开采的重要途径。针对记忆割煤应用效果较差、传感器精度低、大数据融合应用率低、无法根据工作面地质条件变化进行自主感知、决策和调整等问题,开展了基于透明地质大数据智能精准开采的研究与实践应用。通过钻探、巷道测量和槽波勘探等物探手段来构建较精准的透明工作面三维模型,提前规划截割模板,再联合应用惯性导航技术、雷达定位技术和大数据分析决策技术,来不断修正截割模板,最后通过井下精准控制中心来完成对采煤机和液压支架的精准控制。该技术将当前基于记忆截割的"智能开采1.0"阶段升级为基于透明地质规划截割的"智能开采3.0"阶段,实现由传统的记忆割煤向三维空间感知和自动截割的技术跨越,具有很强的适应性和实用性。 展开更多
关键词 透明地质 智能分析决策 精准开采 三维地质模型
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唐家会煤矿透明地质保障系统构建及示范 被引量:10
12
作者 刘结高 程建远 +4 位作者 疏义国 刘再斌 高银贵 高耀全 陆自清 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期1-9,共9页
唐家会煤矿智能化建设面临导水断层发育、带压开采等制约因素,地质条件不透明成为智能开采的技术瓶颈。唐家会煤矿以奥灰水害防治为重点,采用孔中瞬变电磁、孔间电阻率、随掘地震、随采地震、微震监测5项先进技术,构建了实时动态透明地... 唐家会煤矿智能化建设面临导水断层发育、带压开采等制约因素,地质条件不透明成为智能开采的技术瓶颈。唐家会煤矿以奥灰水害防治为重点,采用孔中瞬变电磁、孔间电阻率、随掘地震、随采地震、微震监测5项先进技术,构建了实时动态透明地质保障系统,实现基于透明地质模型的水害防治、快速掘进和智能回采3个目标,以支撑自主截割快速掘进和自主规划智能回采2条智能采掘作业线,其中,随采地震探测技术在61304智能回采工作面超前80 d、344 m发现了SYC1异常区并持续跟踪预报,现已得到回采揭露验证。透明地质保障系统的示范应用,取得了显著的经济效益和社会效益:①61304工作面解放了受奥灰水威胁近100万t煤炭资源;②61302快速掘进工作面的进尺由原来的260 m/月提高到352 m/月;③61304智能开采工作面日常用工减少70%。 展开更多
关键词 唐家会煤矿 透明地质 奥灰水 快速掘进 智能开采 地质保障
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透明地质保障技术构建方法——以乌海矿区为例 被引量:14
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作者 谷保泽 代振华 +1 位作者 李明星 陈宝辉 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期136-143,共8页
煤炭地质保障技术贯穿于煤炭工业的全生命周期,是实现煤炭资源安全高效智能绿色开采的基础和前提,在灾害防治、隐蔽致灾因素探查、煤炭智能开采等方面发挥着关键作用,而地质透明是提高智能分析与决策、自动精准控制与高效采煤能力的关... 煤炭地质保障技术贯穿于煤炭工业的全生命周期,是实现煤炭资源安全高效智能绿色开采的基础和前提,在灾害防治、隐蔽致灾因素探查、煤炭智能开采等方面发挥着关键作用,而地质透明是提高智能分析与决策、自动精准控制与高效采煤能力的关键核心任务。以乌海矿区为例,为解决矿区智能化建设面临的地质条件复杂、透明地质保障能力薄弱的问题,采用以随掘地震、随采地震为代表的智能探测技术,获取采掘工作面实时地质数据;通过构建数据底座,利用多源数据融合技术,实现海量地质数据的融合分析;基于多源数据融合结果,构建三维地质几何模型和水、火、瓦斯等多属性模型,利用实时地质数据驱动模型更新,实现构造、水、火、瓦斯等隐蔽地质规律与分布特征的数字化表达。以地质模型为基础,融合地质异常体空间位置、几何大小、属性信息等,构建透明地质保障系统,实现隐蔽致灾因素的地质预报,为煤矿安全高效开采提供智能决策。研究成果为实现乌海矿区煤炭智能化开采提供地质保障,对于推动全国煤矿智能化建设具有重要的借鉴意义。 展开更多
关键词 透明地质保障 智能探测 多源数据融合 三维地质建模 地质预报 煤矿智能化
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基于透明地质的综采工作面三维煤层建模 被引量:8
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作者 薛国华 《工矿自动化》 北大核心 2022年第4期135-141,共7页
基于透明地质的三维煤层建模方法是间接解决煤岩识别难题的有效途径。现有三维煤层建模方法的研究大多集中于对空间三维实体的表达,对开采过程中煤层顶底板动态变化的过程缺乏研究,对于复杂地质条件的煤层顶底板高程的预测精度不高,难... 基于透明地质的三维煤层建模方法是间接解决煤岩识别难题的有效途径。现有三维煤层建模方法的研究大多集中于对空间三维实体的表达,对开采过程中煤层顶底板动态变化的过程缺乏研究,对于复杂地质条件的煤层顶底板高程的预测精度不高,难以满足采煤实际需求。针对上述问题,提出了一种基于透明地质的综采工作面三维煤层建模方法。基于进回风巷地质数据、钻孔测量数据、工作面切眼数据及利用三维地震再解释技术、槽波地震勘探技术与无线电磁波透视技术获得的煤层地质数据,应用离散平滑插值(DSI)算法预测煤层顶底板高程,构建综采工作面静态三维煤层模型。为提高工作面静态三维煤层模型精度,通过切眼开采新揭露的地质信息和DSI算法对其进行动态更新,获得更为精确的工作面动态三维煤层模型,基于更新后的三维煤层模型动态规划采煤机截割曲线,指导采煤机进行自动调高控制,从而实现自适应割煤。将该方法应用于黄陵一号煤矿810综采工作面,结果表明:DSI算法对煤层顶底板高程预测效果优于克里金插值算法和样条函数插值算法,插值平均绝对误差为0.0155 m;每截割5 m对三维煤层模型更新1次,煤层顶底板高程预测误差≤6.3 cm,满足采煤机截割轨迹精确规划要求。 展开更多
关键词 综采工作面 透明地质 煤岩识别 静态三维煤层建模 动态三维煤层建模 顶底板高程 离散平滑插值
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煤矿透明地质系统构建技术及应用 被引量:4
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作者 高平 靳志龙 刘文明 《中国煤炭》 2022年第S01期6-11,共6页
透明地质是煤矿智能化生产的基础,受地质规律的复杂性、数据精度有限性、动态更新滞后性影响,地质对煤矿生产的作用亟需提高。围绕智能化煤矿建设对透明地质技术要求和当前地质建模技术现状,提出了煤矿高精度地质建模技术思路和方法;针... 透明地质是煤矿智能化生产的基础,受地质规律的复杂性、数据精度有限性、动态更新滞后性影响,地质对煤矿生产的作用亟需提高。围绕智能化煤矿建设对透明地质技术要求和当前地质建模技术现状,提出了煤矿高精度地质建模技术思路和方法;针对煤矿对于透明地质需求,提出矿区-矿井-工作面多层级地质透明化应用的思路;同时提出以透明地质数据、图形和模型为底座,为矿井其他专业提供信息共享和业务协同,基于高精度地质模型计算截割曲线指导智能化割煤作业,同时可任意点生成虚拟钻孔,指导补勘设计和应急救援。透明地质系统需要不断融入采掘数据进行更新和迭代,其构建过程具有动态性、持续性、耦合性,采掘活动促进地质逐渐透明,地质透明又渐次提高了采掘数据的精度,从而为矿井的智能采掘、智能通风和灾害预警提供良性互馈的地质保障。 展开更多
关键词 煤矿智能化 三维建模 透明地质 多级透明 生产应用
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基于透明地质的唐家会煤矿奥灰水防治技术 被引量:4
16
作者 高耀全 高银贵 +1 位作者 陆自清 孔皖军 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期101-108,共8页
唐家会煤矿6号煤开采面临导水断层多、隐伏导水构造发育,奥陶纪灰岩(简称奥灰)水害防治难度大的问题。经过不断的探索和实践,唐家会煤矿引进多种先进技术,获取大量地质、水文地质数据,构建智能地质保障系统,形成“物探钻探探查、井上下... 唐家会煤矿6号煤开采面临导水断层多、隐伏导水构造发育,奥陶纪灰岩(简称奥灰)水害防治难度大的问题。经过不断的探索和实践,唐家会煤矿引进多种先进技术,获取大量地质、水文地质数据,构建智能地质保障系统,形成“物探钻探探查、井上下联合注浆治理、孔中瞬变电磁精细探查、注浆效果孔间电阻率检测、煤层底板微震电法联合监测”的技术思路。通过融合各类静态数据、动态数据、实时数据,完成断层、破碎带、含水层、低阻异常区等充水因素的数字建模,使地质要素、钻探物探数据可视化、透明化,以此为依托,建立一套基于透明地质的奥灰水害全时空防治体系,实现带压开采条件下奥灰水害的精细探查、靶向治理、效果检测和回采监测,取得了良好的应用效果。 展开更多
关键词 奥灰水害 地质透明 全时空防治 效果检测 监测预警
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地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术——以新疆屯宝煤矿为例
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作者 王海军 郑三龙 +5 位作者 王相业 董敏涛 吴艳 马良 杨伟 朱玉英 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期173-188,共16页
煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素,透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段,其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查... 煤矿隐蔽致灾因素是制约矿井安全、高效、绿色、智能化开采的关键地质因素,透明地质是实现煤矿隐蔽致灾因素探测的重要技术手段,其中地质构造透明化勘查是重中之重。为建立适用于不同地质条件或煤矿区的地质构造隐蔽致灾因素透明化勘查技术体系,首先在对构造隐蔽致灾因素分析的基础上,提出了区域构造分析入手,地面、井下联合调查的构造隐蔽致灾因素快速排查技术体系,高效圈定矿井地质构造异常发育区、分析其分布规律;基于以往地面地质勘查钻孔资料和三维地震勘探数据初步分析全井田煤层厚度、断裂构造以及顶底板构造起伏形态;采用槽波勘探、定向钻探、超前物探、随采随掘地震、巷道快速写实等综合技术手段,对采掘工作面的地质构造逐级透明化;采用理论分析、工程类比、数值模拟、相似材料模拟、现场工程验证等方法,对地质构造类型、属性特征与煤层厚度、煤岩体结构、瓦斯涌出量、瓦斯压力、顶板矿压的相关性进行分析,研究在开采条件下采掘工作面过断裂构造不同区内的瓦斯参数、顶板/矿压灾害的响应规律,通过特征参数阈值选取实现工作面构造隐蔽致灾因素的监测和预警;利用数字化技术实现对不同地质构造及其灾害属性的数字化表达,通过建模软件实现对构造隐蔽致灾因素的三维透明化显示;构建了区域构造地质研究、隐蔽致灾因素精细勘查、致灾威胁性科学评价、地质构造透明化4个层级的地质构造隐蔽致灾因素逐级透明化勘查技术体系,并在屯宝煤矿进行了工程实践。研究结果表明:屯宝煤矿地质构造类型复杂,不仅发育有地堑式、地垒式、雁列式、挠曲等断裂构造样式,同时发育有小型冲刷带、断层及其破碎带等;复杂地质构造是诱发矿井瓦斯突出、顶板灾害、应力集中以及矿井冲击地压显现等矿井灾害的关键性地质因素,断层对巷道应力集中的影响范围为10~15 m,对工作面的影响范围为20~30 m;工作面内存在瓦斯富集区,瓦斯含量与瓦斯涌出量的分布具有明显分带性,且分带性受断层的控制;煤层瓦斯的含量、瓦斯涌出量随着工作面与断层的距离变化呈现对数相关性,在距离断层25 m处出现明显增加,在大于25 m区域变化不大,在小于25 m区域随着距离的减小呈指数型增大。工作面初次来压位置前后20 m、工作面见方前后30 m为中等冲击危险区域,采空区煤柱影响区、终采线前后50 m、落差大于4 m的断层前后30 m等区域为弱冲击危险区域;冲击地压、顶板和瓦斯等多种矿井灾害的隐蔽致灾因素叠合区域为灾害防治的重点区域。研究成果实现了构造复杂区域地质构造隐蔽致灾因素与矿井灾害透明化的无缝衔接,为煤矿区传统的地质勘查向数字化、智能化的发展提供了可行的技术路径。 展开更多
关键词 煤矿安全 隐蔽致灾因素 地质透明化勘查 地质保障技术 断层 智能开采 透明地质
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基于三维地质建模技术的煤矿隐蔽致灾因素透明化研究 被引量:4
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作者 王嘉伟 王海军 +4 位作者 吴汉宁 吴艳 韩珂 程鑫 董敏涛 《工矿自动化》 CSCD 北大核心 2024年第3期71-81,121,共12页
隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作... 隐蔽致灾因素是制约煤矿智能开采建设的关键问题,而三维地质建模是实现隐蔽致灾因素透明化的主要技术手段。目前煤矿三维地质建模技术以几何建模为主、属性建模为辅,缺少针对隐蔽致灾因素的灾害属性建模。针对上述问题,以陕北某煤矿作为研究对象,对煤层厚度、顶底板构造起伏、积水区、浅埋煤层地形地貌等隐蔽致灾因素进行三维地质建模。首先,完成对地质资料、物探、钻探等成果的数字化工作,建立煤矿地质数据库。其次,利用DepthInsight建模软件从全矿井和工作面2个尺度开展建模工作,即以钻孔分层数据作为地层控制点,通过煤层及地表等高线、虚拟钻孔等数据联合控制地层层序,并处理初始层面模型中的穿层异常,构建地层面模型和地质体模型,再运用数字高程模型对工作面进行地表模型构建。然后,采用岩体建模构建采空区、积水区模型并标注温度、气体等信息,利用工作面回采测量数据构建回采实测模型。最后,创建截断网格模型,通过序贯高斯模拟生成含水层渗透率、富水系数模型,实现区内水文隐蔽致灾因素透明化显示。基于三维地质模型,从地层、煤层及工作面、采空区及其积水区、水文属性多角度分析隐蔽致灾因素的分布及影响。研究成果可为煤矿隐蔽致灾因素的精准治理提供靶区,助力煤矿智能开采建设。 展开更多
关键词 煤矿三维地质建模 隐蔽致灾因素 地质透明 几何建模 属性建模
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基于穿层钻孔的工作面地质构造透明化技术
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作者 王海军 韩珂 +3 位作者 吴艳 董敏涛 桑向阳 朱玉英 《中国矿业》 北大核心 2024年第S02期170-175,共6页
以制约煤矿智能开采的关键性因素地质构造为研究对象,以己_(15-17)-11110为工程背景,结合底抽巷道穿层瓦斯钻孔灾害治理工程,采用钻孔窥视、钻孔轨迹测量、孔内地球物理多参数测井、孔内煤岩界面识别等技术,综合查明工作面煤层厚度、煤... 以制约煤矿智能开采的关键性因素地质构造为研究对象,以己_(15-17)-11110为工程背景,结合底抽巷道穿层瓦斯钻孔灾害治理工程,采用钻孔窥视、钻孔轨迹测量、孔内地球物理多参数测井、孔内煤岩界面识别等技术,综合查明工作面煤层厚度、煤层顶底板起伏、断层、褶曲等地质构造特征;并采用数字化技术、三维地质建模软件实现该工作面地质构造三维展示。研究结果表明:地质构造类型有断层、滑脱构造、褶皱、挠褶带,其与厚煤带瓦斯富集、断层带瓦斯涌出、过断层及其破碎带的冒顶,半煤岩采、掘工作面瓦斯及煤尘爆炸等隐蔽致灾因素相关;预测的地质构造、煤层厚度、煤层顶底板起伏形态与回采揭露基本吻合,优化后的工程方案消除了瓦斯抽采盲区,为过地质构造区灾害防治提供了依据,保障了该工作面的安全、高效、绿色、智能开采。本文研究成果可指导煤矿井下采掘工程部署,为煤矿安全、高效、智能化开采提供透明化地质保障技术。 展开更多
关键词 断层 褶皱 煤矿安全 智能化开采 地质透明 地质保障技术
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面向智能开采的地质模型构建技术研究与应用 被引量:1
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作者 康健 张博成 杨歌 《能源与环保》 2024年第3期130-138,共9页
煤矿智能化开采是未来行业的发展方向,构建工作面的透明地质模型则是基础。当前精细化物探技术精度不高,采用定向钻、人工测量等方法花费大量人力物力,构建的透明工作面煤层空间位置还不够准确,尚无法满足智能开采对基础工作面地质信息... 煤矿智能化开采是未来行业的发展方向,构建工作面的透明地质模型则是基础。当前精细化物探技术精度不高,采用定向钻、人工测量等方法花费大量人力物力,构建的透明工作面煤层空间位置还不够准确,尚无法满足智能开采对基础工作面地质信息的需求。为此,提出利用三维地震数据解释成果融合槽波勘探、钻孔地质雷达、定向钻、生产及钻探揭露的地质信息进行多源数据融合再解释的地质模型构建技术。该技术在中国神华能源股份有限公司神东煤炭分公司锦界煤矿得到成功应用,将工作面三维地质模型的精度从“10米级”“米级”提升到“亚米级”。基于此项技术,锦界煤矿综采工作面实现了智能截割,大力推进了工作面无人化、少人化的目标。 展开更多
关键词 智能化开采 透明地质模型 槽波勘探 地质雷达 定向钻 多源数据融合
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