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主办单位:煤炭科学研究总院出版传媒集团、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
什么是透明工作面?

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匿名 提出于2020-05-25 10:42
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  煤矿无人开采是国内外煤炭开采领域共同追求的前沿技术,目前我国大部分综采工作面已经具备了视频远程监控、采煤机记忆截割、液压支架自动找直等功能。在综采工作面已初步形成了基于记忆截割与远程监控及人工干预相结合的智能化开采模式。由于受煤岩界面识别技术尚未突破的制约,目前这种模式只能在煤层结构相对简单的工作面进行开采,在煤层结构复杂的综采工作面(如煤层起伏变化大,存在断层、褶皱、陷落柱等地质构造),由于受到综采装备无法感知煤层状态信息,极大的限制了煤矿无人化开采的进一步发展。

       袁亮院士提出“透明空间地球的科学构想”,北京大学毛善君教授提出“透明化矿山的概念”,北京天地玛珂电液控制系统有限公司李首滨研究员和张良研究员提出“透明工作面的理念”。他们都指出构建精确的煤层三维模型,实现采煤工作面透明化是需要重点研究关键技术。

  所谓透明工作面是以真实的采煤工作面作为系统原型,用国家大地坐标系作为绝对坐标参考系,以地质勘探、计算机建模和三维仿真等技术为支撑,对工作面的地质数据进行采集、对开采过程进行监测、并对开采操作进行智能分析与决策的系统模型。

      目前,透明工作面的构建方法是在常规地质勘探成果基础上,集成钻孔、三维地震、槽波CT和巷道三维扫描等数据构建的煤层三维模型,以数字化方式对整个工作面进行全面统一的认知与再现,最终实现工作面的透明化。

  目前,为实现工作面的透明化,国内外许多科研单位及企业对其开展了大量研究,如:澳大利亚联邦科学与工业研究组织、美国久益公司、神东集团榆家梁煤矿、陕煤黄陵一矿、兖矿集团转龙湾煤矿和宁煤集团红柳煤矿等。

       要实现工作面的透明化,核心是要构建高精度煤层三维模型,与矿山地质体三维建模相比,煤层三维建模的空间形态及关系相对简单,但对精度要求较高,因为精度的提升对煤层开采模式构建及控制方式选择具有重要意义。相较于地质体建模,目前专门针对煤层三维建模的研究相对较少,且大多沿用地质体三维建模的方法,如基于地统计学、结合钻孔及地震剖面数据的煤层建模方法,以及针对边界约束及钻孔数据的线框与块段建模方法等。

参考文献:《采煤工作面煤层三维模型构建及动态修正技术》

发布于 2020-05-25 10:45
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