基于Petrel的煤顶板三维地质模型及地应力模型构建

对煤岩初始应力场的模拟,通常是将煤层、顶底板及上覆岩层概化为各向同性的板状体,而整个井田尺度范围的应力场模拟,若采用这种方法其精度有一定的局限性。为精确构建复杂地质条件下煤系地层物性参数模型,采用基于Petrel软件平台,井点数据插值,地震数据联络控制;通过测井数据计算,实验室测试数据矫正,构建了符合煤层起伏变化的三维结构模型及初始地应力模型;计算了研究区井田的煤层顶板弯曲能量指数,初步评估了顶板的冲击倾向性,并依据评判标准进行了分区。

基于双圆弧样条曲线的采煤机上滚筒割煤路径规划

采煤机上滚筒常发生切割顶板岩层的现象,这不仅会缩短滚筒截齿寿命,还会降低采出率,因此必须对上滚筒割煤路径进行规划。而传统的采煤机割煤路径规划方法存在误差较大、无法适应地质条件的改变、算法复杂等问题。针对上述问题,提出了一种基于双圆弧样条曲线的采煤机上滚筒割煤路径规划方法。首先采集工作面钻孔、回风巷、运输巷及切眼等的数据建立三维煤层地质模型;然后根据煤壁空间坐标系对模型进行仿真切割,得到顶板控制点集合,以相邻两点为一组建立连续控制点坐标系,根据双圆弧基本结构求解圆弧半径及圆心坐标,根据圆弧参数得出相邻两控制点之间的路径,即上滚筒割煤路径;最后采用遗传算法分析顶板曲线与割煤路径之间的关系,建立煤岩适应度函数模型,经过选择、交叉、变异操作对割煤路径进行仿真优化,得到更为合理、精确度更高的割煤路径。仿真结果表明:通过遗传算法优化得到了较为光滑的割煤路径,其中上滚筒割煤路径与顶板误差范围为0.1839~0.3493m,上滚筒截割顶板岩层现象得到改善,表明优化路径有效地减少了切矸量,提高了采出率。