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题名采煤工作面煤层三维模型构建及动态修正技术
被引量：37
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作者
刘万里
张学亮
王世博
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机构
中国矿业大学机电工程学院
北京天地玛珂电液控制系统有限公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期1973-1983,共11页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2018YFC0604504,2018YFC0604503)
国家自然科学基金资助项目(51974290)。
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文摘
高精度工作面煤层三维模型是实现无人开采的有效保障,但现阶段构建的煤层三维模型普遍存在以静态模型为主且垂向分辨率较低的问题,为满足无人开采对煤层三维模型高精度的要求,煤层三维模型必须要有一个动态精细修正的过程。为此,在详细分析了煤层三维模型不确定性影响因素基础上,提出一种煤层三维模型的动态精细修正技术,进而提升煤层三维模型局部精度,实现工作面的有限透明。主要思路是在工作面的不断推进过程中,动态融入回采作业中最新探测的工作面激光扫描数据、顶/底煤厚数据和采煤机截割轨迹信息,采用二次序列规划法精确计算出煤层三维模型局部区域的修正值,并利用克里格空间曲面插值法把修正值插入到煤层三维模型中,这样利用上一回采阶段新揭露的修正数据去动态修正下一回采阶段的煤层三维模型,如此逐级递进,逐步求精,从而提升煤层三维模型精度,使修正后的煤层三维模型更准确地表达出工作面实际煤层的结构信息,为工作面无人化开采控制提供关键基础数据。在斜沟煤矿试验结果表明工作面推进前100刀修正后煤层垂向误差绝对值小于0.2 m区域比修正前提高了将近一倍,证实了该研究方法可有效提高采煤工作面煤层三维模型局部精度,提升煤层三维模型的实用价值和应用程度。
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关键词
采煤工作面
煤层三维模型
动态精细修正
无人开采
有限透明
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Keywords
coal-mining face
3D coal seam model
dynamic precision correction
unmanned mining
limited transparency
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
TD823.97
[矿业工程—煤矿开采]
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题名煤层数字高程模型构建与动态修正方法
被引量：3
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作者
李娟莉
杜文勇
谢嘉成
王学文
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机构
太原理工大学机械与运载工程学院
煤矿综采装备山西省重点实验室
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第7期59-66,共8页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52004174)
山西省科技重大专项计划“揭榜挂帅”资助项目(202101020101021)
山西省青年科技研究基金资助项目(201901D211022)。
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文摘
为解决在有限煤层地质数据条件下难以构建高精度煤层的难题,提出了一种基于多源煤层数据的煤层DEM(Digital Elevation Model,数字高程模型)构建与动态精细修正方法。首先,基于采区煤层变化特征,提出结合双轨扫掠与加权融合的初始煤层DEM构建方法,通过该方法所构建的煤层DEM能够反映煤层的变化趋势,垂直方向上的模型节点RMSE(Root Mean Square Error,均方根误差)与MAE(Mean Absolute Error,平均绝对误差)分别达到0.25 m与0.2 m以下;其次,引入采区内离散分布的煤层地质数据,在原有模型基础上计算煤层DEM中相应节点处高程误差值,基于这些误差值通过拟合的方法得到残差曲面,并通过残差曲面对DEM节点进行整体性偏移。通过该方法对煤层DEM进行修正后,模型RMSE与MAE降低至0.14 m与0.12 m水平;最后,引入工作面上连续煤层地质数据,在该工作面处产生新的模型分段面,对同一区域的DEM进行划分,新划分的区域中重新构建区域煤层DEM,覆盖原有DEM,从而达到煤层DEM的动态精细修正。通过该方法对煤层DEM进行修正后,模型局部RMSE与MAE均达到0.12 m以下,模型精度水平能够为无人工作面的实现提供可靠的地质信息保障基础。
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关键词
煤层数字高程模型
地质建模
双轨扫掠
加权融合
拟合残差曲面
动态精细修正
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Keywords
digital elevation model of coal seam
geotogical modeling
double-track sweep
weight fusion
fitting residual surface
dynamic precision correction
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分类号
TD171
[矿业工程—矿山地质测量]
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