煤炭智能精准开采工作面地质模型梯级构建及其关键技术

论文摘要

随着国家大力推进工业化与信息化融合,煤炭智能精准开采已经成为行业大趋势,众多煤炭企业和科研院所开展了一系列试验研究和工业示范工程。然而,地质条件的适应性不足已经成为制约煤炭智能精准开采的技术瓶颈,迫切需要构建高精度、透明化的工作面三维地质模型。以黄陵煤矿某智能化工作面为例,分析了智能精准开采对地质透明化的时空需求,一方面要确保工作面前方未采区域一定范围内地质条件的"透明化",另一方面要在采煤机完成一次截割的时间内完成透明化工作面三维地质模型的动态更新。统筹分析工作面地质探测技术现状和智能开采的集控水平,提出了构建透明工作面三维地质模型的总体思路:按照不同的地质、采掘阶段,将回采工作面地质模型分为4个层级,即黑箱模型、灰箱模型、白箱模型和透明模型。在工作面设计阶段,基于地面钻探与采区三维地震资料,可以构建工作面的"黑箱模型",其精度处于"十米级";在工作面掘进阶段,开展三维地震资料地质动态解释,可以构建工作面的"灰箱模型",其精度处于"十米级～米级";在工作面采前阶段,综合利用槽波、坑透等工作面地质勘探技术,可以构建工作面的"白箱模型",其精度能够达到"米级～亚米级";在工作面回采阶段,动态融入回采揭露的地质信息,并进行随采地震动态监测,可以构建起工作面前方50 m的工作面"透明模型",其精度达到"亚米级"。为此,亟需研发一批关键技术与装备,主要包括三维地震资料地质动态解释技术、煤矿井下孔中物探技术与装备、回采工作面随采地震监测技术、工作面监测数据地质信息提取和多源异构地质信息动态融合技术等,逐级构建智能开采工作面的地质模型,渐次实现工作面的三维地质透明化,为煤炭智能精准开采提供地质保障。

论文目录

• 1 透明化工作面的提出
• 2 智能开采对工作面地质透明化的需求
•   2.1 智能开采工作面的集控水平
•   2.2 工作面地质探测的技术现状
•     2.2.1 地面综合勘探的精度:“十米级”
•     2.2.2 煤矿井下探测的精度:“米级”
•     2.2.3 智能开采的精度要求:“亚米级”
• 3 工作面地质透明化模型的梯级构建
•   3.1 工作面地质透明化建模的思路
•   3.2 工作面地质透明化的梯级模型
•     3.2.1 设计阶段:“黑箱模型”
•     3.2.2 掘进阶段:“灰箱模型”
•     3.2.3 采前阶段:“白箱模型”
•     3.2.4 回采阶段:“透明模型”
• 4 工作面地质透明化的关键技术
•   4.1 三维地震资料地质动态解释
•   4.2 煤矿井下孔中物探技术与装备
•   4.3 回采工作面随采地震监测技术
•   4.4 工作面监测数据的信息提取
•   4.5 多源异构地质信息动态融合技术
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 程建远,朱梦博,王云宏,岳辉,崔伟雄

关键词: 煤炭开采,智能化,透明化,回采工作面,三维地质模型

来源: 煤炭学报 2019年08期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 矿业工程

单位: 中煤科工集团西安研究院有限公司,煤炭科学研究总院

基金: 国家重点研发计划资助项目(2018YFC0807804),黔科合重大专项资助项目([2018]3003-1)

分类号: TD82

DOI: 10.13225/j.cnki.jccs.KJ19.0510

页码: 2285-2295

总页数: 11

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