回采工作面煤层三维建模技术及其在智能开采中的应用

李 鹏，程建远

（1.中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077；2.西安科技大学 地质与环境学院，陕西 西安 710054）

煤炭智能化开采已成为未来采煤业发展趋势[1-3]，智能化开采改变煤矿采煤的作业方式和工人的工作条件，对于保障煤矿安全生产、提高生产效率、增加煤炭企业效益具有重要的意义。经过多年发展，煤炭开采已经实现了从机械化、自动化到智能化开采技术的飞跃，但仍然在多个关键技术上存在瓶颈，制约着智能开采技术发展。

地质情况不清楚是制约智能开采的主要问题之一。由于地质情况不清楚，采煤机无法进行地质导航，主要依赖于人工远程干预，开采效率一定程度上取决于操作工人经验，尚未达到智能化、自动化割煤。为了满足智能化开采对煤岩识别的需求，近10年来国内外专家学者已进行了多种煤岩界面辨识机理和方法的研究，如天然γ射线、测力截齿、噪声、红外线、无线电波、雷达探测等。但是，由于煤矿井下采煤工作面的工况条件十分复杂，并且各种干扰信号严重，导致以上方法难以准确、可靠地判断煤岩界面，基本都无法真正应用于实际生产工作工况条件下。基于以往煤岩直接识别技术的困境，程建远等提出了综合运用钻探、物探、采掘揭露测量等多种地质信息采集手段，采用从地面探测到井下探测、由地质预测到采掘反馈、由静态探测到动态探测的技术路线，构建采煤工作面三维地质模型指导采煤机割煤工作的思路，使构建高精度的煤层三维模型成为解决这个问题的有效途径之一[4]。……