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2020年2月25日,国家能源局等八部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,2021年6月5日,国家能源局和国家矿山安全监察局共同印发《煤矿智能化建设指南(2021年版)》,2021年12月7日,国家能源局发布《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》,拉开了煤矿全面智能化改造的序幕。

顺应煤炭智能地质发展趋势,建立智能煤矿地质保障系统,提升煤矿安全保障能力成为智能煤矿建设的核心内容之一。

澳门太阳集团9728网址煤矿地质保障系统是一种基于三维地质模型的综合性解决方案,通过协同的地质工作流程和方法,将传统的地质测量模式与透明矿井技术体系深度融合,打造平台化、标准化和流程化的工作模式,提高煤矿开采的安全性、效率和可持续性。该系统涵盖多元融合数据管理、高精度三维地质建模、地质保障“一张图”、资源储量管理和灾害预警等关键子系统,高效应对煤矿地质数据复杂、三维模型精度不高、数据共享与协同难度大、缺乏完善的监测和预警系统等问题,推动煤矿产业向更智能、高效和可持续的方向发展。

1、煤矿地质数据复杂:煤矿地质、采掘和测量等数字化信息是一种随着矿山生产在时间与空间两条线上动态变化的四维信息,传统的地质测量数据均来源于人工,劳动强度大、时间周期长、数据更新慢、数据格式不统一、数据复杂。

2、三维模型精度低:矿山地质体及其空间关系比较复杂,增加数据结构、拓扑关系以及相应算法的复杂程度,地质现象中存在的复杂性、不连续性及不确定性等众多因素致使三维地质建模缺乏统一而完备的理论技术和空间分析能力,无法直接指导工作面智能开采。

3、数据共享与协同难度大:煤矿业务系统繁多、数据采集难、数据接口不统一、数据共享难、数据跨系统协作难。

4、缺乏完善的监测和预警系统:我国大部分煤矿地质构造复杂,一些诱致煤矿发生重大生产事故的瓦斯、水、火、煤尘、顶板等灾害问题也就更加突出,现有的信息技术无法透明化工作面生产及环境状态,完善的监测和预警系统建立难。

  • 综合地质信息数据库

煤矿地质保障系统可融合不同来源、不同属性、不同尺度数据构建服务于矿区二维、三维一体化的综合地质信息数据库,摒弃传统碎片化的文件管理模式,以数据库的模式打通煤矿勘查与开发全生命周期的地、测、采数据之间的关联关系,在数据标准化的基础上通过数据库集中、统一与组织管理地、测、采多源地质数据,为智慧煤矿建设与开采工作提供坚实高效的数据基石。

  • 煤矿专用地质数据管理平台

煤矿地质保障系统关键子系统——地质数据管理平台,有效地整合、管理、利用、可视化地呈现地、测、采多源地质数据,以支持透明地质及地质保障系统的各项需求,生成煤矿地测专题统计数据和报表,实现地质信息的数字化、透明化、进一步强化系统地质空间数据和属性数据的协同处理能力和动态更新能力,深化煤矿对于矿山地质数据的利用和空间分析能力。

  • 煤炭“透明”开采的核心:高精度动态三维地质建模

煤矿地质保障系统的核心是针对煤矿地层、构造、煤层等特定地质场景,利用适用于采矿行业的、面向特征的分层网格三维建模技术,通过分类、分级对地表、地层、煤层、瓦斯地质、水文地质和井下空间进行三维地质建模,可视化精准表达矿山资源储量分布情况与经济价值,同时以数字化的形式为矿企实现地质资源储量的动态管理、资源经济高效评估、排产计划精准化编制、配煤方案优化等提供全面的技术支持和数据分析服务,为矿产资源的合理开发利用提供科学依据和重要支持。


随着开采过程中不断推进,系统可以获取新增数据点的插值影响范围和范围内的已知数据点,对影响范围内的未知数据点或待插值点进行重新局部建模或者全局建模,更新地质模型以完整的、精准的、动态的三维地质建模为智能综采和灾害预警提供透明化可视化底座。

  • 精准地质保障下的重点工程智能设计与仿真推演

将地质、物探、钻探、采掘及测量等地质数据、工程数据进行深度融合,在高精度煤矿及工作面“透明”三维地质模型基础上采用地质数据推演等方法为矿山采剥设计和进度计划编制提供服务,支撑矿山长远规划、动态演化和过程模拟等顶层应用,实现矿井地质要素的仿真推演与关联分析、地质规律的推演预报,为煤矿安全生产持续赋能。

  • 煤炭智能化开采的顶层目标:智能安全预警

煤矿地质透明保障系统在三维地质和水文地质模型基础上融入煤矿采掘工程数据,超前探测数据与地质模型的实时动态互馈,联动采掘系统数据共享,形成高精度动态地质模型,满足煤矿透明掘进、透明综采、透明水文地质、透明瓦斯地质等各专业应用过程的管理和分析要求,提供数据叠加分析、缓冲区分析、地质剖切分析、时态分析等通用地质应用分析功能,对水害等隐蔽地质灾害监测预警,保障采掘活动的安全性。

在煤矿智能化开采过程中,地质条件的精细探查和预测是数据基础,查明、重构煤炭开采所需的透明化地质条件,是实现煤炭智能化开采和高效利用的前提和保障。未来智能绿色安全开采对地质保障提出更高要求。澳门太阳集团9728网址研发的煤矿地质透明保障系统实现了工作面煤层、地质构造、水、瓦斯等隐蔽地质灾害分布情况的“透明化”展现和管控,动态更新的地质模型实时与生产数据联动,为矿山生产场景下的采掘工作提供了地质保障。目前已在国能北电胜利能源、元宝山露天矿、白音华露天矿、蒙东矿业、锡林河露天矿等多个矿山落地应用。


透明地质模型拓展应用

1、基于高精度三维地质模型,利用数字采矿软件系统完成采矿设计工作

基于高精度三维地质模型,利用数字采矿软件系统,在三维环境下实现方境界优化、露天矿设计、露天道路设计、排土模型设计等开采设计,扩展透明地质模型的应用能力,为决策者进行科学决策、保证合理生产方案及参数提供技术支持,达到最大限度地支持矿山开采业务、降低风险的目的。

2、基于高精度三维地质模型的三维可视化管控平台

基于高精度三维地质模型,澳门太阳集团9728网址开发三维可视化管控平台,该平台以矿山安全、高效生产为目标,利用地理信息系统(3DGIS)、虚拟现实技术、三维渲染技术、以及物联网等技术,构建虚拟矿山,实时在线监测与模拟仿真再现真实的生产过程与安全状态,为矿山预防和处理各类突发事故和灾害提供有效手段。

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