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程建远

448Vol．44No．820198JOUＲNALOFCHINACOALSOCIETYAug．2019．J．20194482285－2295．doi10．13225/j．cnki．jccs．KJ19．0510CHENGJianyuanZHUMengboWANGYunhongetal．CascadeconstructionofgeologicalmodeloflongwallpanelforintelligentprecisioncoalmininganditskeytechnologyJ．JournalofChinaCoalSociety20194482285－2295．doi10．13225/j．cnki．jccs．KJ19．05101121111．7100772．100013。、。“”。、4、、。“”“”“”“～”、“”“～”50m“”“”。、、、。TD67A0253－9993201908－2285－112019－04－222019－06－102018YFC080780420183003－11966—。[e-mail]1991—。[e-mail]geologicalmodeloflongwallpanelforintelligentprecisioncoalmininganditskeytechnologyCHENGJianyuan1ZHUMengbo12WANGYunhong1YUEHui1CUIWeixiong11．Xi’anＲesearchInstituteChinaCoalTechnology＆EngineeringGroupCorpXi’an710077China2．ChinaCoalＲesearchInstituteBeijing100013ChinaAbstractIntelligentprecisioncoalminingrepresentsthetrendofminingindustrywiththenationalintegrationofinfor-matizationandindustrialization．Lotsofcoalenterprisesandresearchinstituteshavecarriedoutaseriesofexperimen-201944talresearchesandindustrialdemonstrationprojectsofintelligentprecisioncoalmining．Howevertheinsufficientadaptabilityofgeologicalconditionshasbeenatechnicalbottleneckofintelligentandprecisecoalmining．Itisurgenttoconstructahigh-precisionandtransparent3Dgeologicalmodelforcoallong-wallpanel．BasedonanintelligentlongwallpanelofHuanglingCoalMinethespatio-temporaldemandofgeologicaltransparencyforintelligentprecisecoalmininghasbeenanalyzed．Ontheonehanditisnecessarytoensurethetransparencyofthegeologicalconditionsinacertainrangeofunminedareainfrontoftheworkingfaceandontheotherhanditisnecessarytoupdatethe3Dgeologicalmodelofthetransparentlongwallpanelforeverycuttingcycledynamically．Basedontheanalysisofthecur-rentsituationofgeologicalexplorationtechnologiesandthelevelofcentralcontrolthegeneralideaofconstructing3Dgeologicalmodeloftransparentlongwallpanelhasbeenputforward．Accordingtodifferentgeologicalexplorationandminingstagesthe3Dgeologicalmodelofworkingfacecanbeclassifiedintofourstageswhichareblackgraywhiteandtransparentboxmodels．Inthelong-wallpanelplanninganddesignstagethegeological“blackbox”modelcanbeconstructedbasedonthegroundboreholesand3Dseismicdataanditsprecisionisabout10-meter．Whenthein-takeandreturnairwaysandstart-uproomareexcavatedthegeological“graybox”modelcanbeestablishedbasedonthegeologicaldatafromgroundandundergroundsuchasboreholesroadwaysandthedynamicinterpretationof3Dseismicdataanditsprecisionisabout10-to1-meter．Inpre-miningthe“graybox”modelcanberefinedinto“whitebox”modelbyusingin-seamseismictechnologyandthegatewayradiowavepenetrationtechnology．Theprecisionof“whitebox”modelisabout1-tosub-meter．Duringthecoalminingperiodalocalareawithin50maheadworkingfaceistransparentbasedonthedynamiccombinationofminingdataandseismicwhilecoalminingmonitoringresults．Theprecisionoftransparentmodelisaboutsub-meter．Toconstructabovefourmodelsthefollowingfivekeytechnolo-gies/equipmentsshouldbedeveloped①Geologicaldynamicinterpretationof3Dseismicdata②Geophysicalexplo-rationtechnologyandequipmentindrillholes③Seismicmonitoringtechnologywhilecoalmining④Geologicalin-formationextractionofworkingfacemonitoringdataand⑤Multi-sourceheterogeneousgeologicalinformationdynamicfusion．Inthiswayadynamictransparentmodelcouldbeconstructedgraduallyduringtheprocessofminingaimingtoprovidegeologicalsupportsfortheprecisioncoalmining．Keywordscoalminingintelligentializetransparentizinglongwallpanelthree-dimensiongeologicalmodel70a、、1－3。20141001“”4－6。2016、《2016—2030》“2030、”7。2018145、、。、、。、、、8－9。、、、10。、1112。10、、、、、20、、13－17。2017《》18、68228、。、、、、、、、。“”、“”“”、。11998“”、、、19。1999“”、、1000m。“3S”GPSGISＲS、、VＲVisualＲeality、AＲAug-mentedＲealityMＲMixreality、、AIArtificialIntelligenceDCDigitalCity、DMDigitalMine、、、“”20－23。“”－、－、、、、、、、、。、、、、、、24。。。、“”、、、。、25－26。“”“”、“”“”“”。“”“”。、、、“”。22.1、、、、、“”“”。/、、、“”“”“”、。－。、、7822201944、。“”。－21.09～2.88m1.8m2.5～3.05°235m3000m1.8m6m/min0.80m5。150min8h4m6。“”5cm10cm10cmLASC5cm、300m30cm200500ms、300ms27－28。、。。2.22.2.1“”。、。2017《》15m、50m30m100～200m3m200m1.5%。29－30“”“”。2.2.2“”、。、。、、、＞1/2、10m31－32。、、、、、“”“”。、。。、“”。2.2.3“”10cm“”“”“”。“”。“”88228、、、“”33。“”。50m、30cm、“”。、、、、“”“”。、。“”。、、、、、、、。33.1。“———……”、、、、、、34。、、、、、、、、、“——”。。、34“”“”“”“”。①、、———“”②、“”“”“～”③、“”“”④、50m“”。、、、1。3.23.2.1“”。9822201944、、。500m×500mCDP10m×10m1。。5～10m±15～30m“”。、、1。1Table1Geologicaltransparentmodelsofstopefaceindifferentstages～、～、、50m1“”Fig.1Schematicdiagramofblacklongwallpanel1—2—CDP3—4—5—6—7—8—9—3.2.2“”、、。《、》DZ/T0215—2002“”500m×500m1000m×250m1。“”“”、35。“”“”“～”。2“”。2“”Fig.2Schematicdiagramofgraylongwallpanel1—2—3—CDP4—092283.2.3“”、。、、、。1/2－－0.4～2.5m“～”。3“”。3“”Fig.3Schematicdiagramofwhitelongwallpanel1—2—3—4—5—6—7—8—9—10—3.2.4“”、、。、36。50～100m“”50m。、、、、“”“”4。4“”Fig.4Schematicdiagramoftransparentworkingface1—2—3—4—5—4、、、、“”“”“”“”。4.1“CT”。xyt、t0“”。、“”“”“”“”。－37。、。“”、。、、、19222019445。5Fig.5Processofgeologicaldynamicinterpretationof3Dseismicdata“”“”“”、、。4.2、、、。、、。“”、。、、、、、。4.3、、、50m“”“”38。、。、、39－40。6。6Fig.6Observationsystemofseismicwhilecoalmining4.4、、、、。。、、、、。。4.5、、、、、、、、。29228“”41、、、、、、、“”42。51