掘进工作面前方煤层底板高程动态预测的试验研究

刘文明，程建远，刘再斌，张泽宇

掘进工作面前方煤层底板高程动态预测的试验研究

刘文明1，程建远1，刘再斌1，张泽宇2

(1. 中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077；2. 山西新元煤炭有限责任公司，山西 晋中 045400)

快速掘进急需构建掘进前方高精度二维地质模型。以沁水煤田某矿区XY-S工作面为例，基于三维地震解释成果，利用巷道掘进过程中煤层底板高程实测信息，动态刷新三维地震平均速度场，更新掘进前方煤层底板高程，最后对掘进前方预测的精度进行统计分析。结果表明：通过不断利用掘进实测煤层底板高程，刷新平均速度场，更新掘进前方煤层底板地质剖面，掘进前方煤层底板剖面与实际揭露剖面之间误差逐渐越小，实测点前方25 m和50 m范围的煤层底板高程最小绝对误差可达0.2 m和0.45 m。若实测点数据密度大、分布均匀，预测精度将会进一步得到提高，可为快速掘进提供高精度煤层底板导航数据。

掘进工作面；平均速度场；逐级透明化；二维地质模型

巷道掘进是煤矿井巷工程中最危险的生产环节之一，在掘进工作面前方存在大量冒顶、突水、瓦斯爆炸等安全隐患，同时高温、高湿、噪声及粉尘等严重危害掘进人员的身体健康和生命安全[1-2]。近年来，回采工作面智能化程度显著提高，但掘进工作面的智能化、无人化程度较低，掘进设备缺乏对机身姿态位置、周围环境、掘进前方地质条件变化的自主感知能力，掘进工作面截割、护顶和锚固等环节无法协同控制作业[3-4]，地质条件复杂性直接制约了掘进智能化技术的发展[5]。……