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乌海能源首创“动态探测+三维地质属性模型”透明地质保障系统,实现“地质辅助生产”到“地质指导生产”的转变—— 让地质像玻璃一样透明 2024年09月25日 

■ 本报特约记者 吕 珺

“监测结果显示,16402工作面前方74米位置处有异常,预计存在断层,建议综采队提前编写预控措施。”

“生产班,重点关注揭露位置,做好相应工作面层位调整。”

“检修班,重点检修采煤机和液压支架,针对破碎区域,确保超前支护。”

在乌海能源老石旦煤矿,生产技术科技术员裴晓宇正在通过我国首套透明地质保障系统,实时监测井下各类地质信息,精准开展地质灾害预测预报。

随着信息技术革命的飞速发展,有着60多年煤炭开采历史的乌海能源,顺应浪潮、调整战略,加快煤矿智能化建设步伐,以科技创新为引领,用非常之力、下恒久之功,推动煤炭智能、绿色开采,实现了老矿区焕发新活力。

乌海矿区是我国西北地区水、火、瓦斯灾害集中且最为严重的老矿区之一。为提升煤矿安全保障能力,2022年3月,乌海能源与中煤科工西安研究院联合开展“乌海矿区透明地质保障系统研究与示范”科研项目,克服矿区开采地质条件复杂多样、地域跨度大、历史开采资料种类多等困难,历经15个月,实现系统顺利投运。

透明地质保障系统是基于三维地质模型的地测工作流程和协同方法,将传统地测工作模式与透明矿井技术体系深度融合,形成“矿井地质—透明地质保障系统—采掘生产”的平台化、标准化、流程化作业新模式,实现地测工作、掘进技术的结构性变革,代表着世界井工煤矿技术发展新潮流。

该系统包含透明工作面、煤矿地质测量、防治水、瓦斯地质、防灭火、火区地质、动态储量管理和数据中心等11个一级功能模块和293个子功能模块。依托地理信息、采掘工程平面图等基础数据,整合关联地质测量、安全监测、人员定位、机电系统、“一通三防”系统等内容,实现矿井地质大数据的融合分析,直观展示资源储量管理、实际产量、掘进回采进度、隐蔽致灾地质因素等重要信息,实现生产全过程数据“看得见、管得了、控得住”,地下作业环境及地质形态可视化管理。

走进老石旦煤矿生产指挥中心,控制大屏上实时显示着煤层地理信息,水文、瓦斯、火区监测数据,以及隐蔽致灾因素和防治措施等相关信息。

“之前,需要某个地质构造剖面图时,只能根据工作经验,结合存档的图纸进行绘制,不仅任务繁重,还存在一定偏差。现在,只需要点击系统图,就能查看相应位置的三维透明地质剖面图。”裴晓宇兴奋地说。

透明地质保障系统,实现地质系统与其他智能采掘系统相联动,可以根据井下实时采掘情况进行地质信息全过程动态监管和预警,帮助采掘一线及时采取应对措施,规避安全生产风险。

“运行良好的透明地质保障系统,犹如一辆自动驾驶的汽车,基于坐标配准的智能预报是这辆汽车的‘高德导航’,精准实时的地质数据,驱动着‘汽车’安全平稳持续前进。日复一日的地质写实、地测图件编制等流程处理,为智能回采业务范畴规划截割、智能掘进业务范畴的前方不良地质体预报、灾害预警业务范畴的富水区圈定等提供技术支撑。”关于透明地质保障系统,利民公司地质测量人员牛俊廷进行了形象、深入的阐述。

在利民公司I030902运输顺槽掘进距离迎头80米处,系统检测到一条带状异常反应较弱,推测为小于煤厚的小断层构造或顶板破碎带。根据探测结果,生产技术科及时下达“地质预报”指令。按照指令,综掘一队队长李克牵头编写了《I030902工作面运输顺槽过断层施工安全技术措施》:巷道坡度按5度掘进,当工作面掘进到9号煤层顶板后,需沿顶板掘进;过断层期间,及时缩小空顶、空帮距离,最大空顶距由1.5米缩短至0.9米,底部一根帮锚杆滞后工作面不得大于30米……通过采取随掘随探地震监测法,利民公司开展在线式随掘地质灾害超前探测,取得了实实在在的成效。

在百米井下,黄白茨煤矿地质业务员谢文军手机上,清晰地显示着当前021301工作面的煤层厚度、岩层厚度、前方有无异常等回采地质详细资料。“之前,想要巷道素描图,需要在掘进巷道每50米进行人工观测、测量、描绘,升井后再次整理描绘图进行手工绘制,不仅工作量大,还存在重复性劳动。现在太方便啦,用随身携带的防爆手机点开地质编录APP,巷道素描信息便一目了然。”谢文军自豪地说道。

透明地质保障系统的投运,实现了“地质辅助生产”到“地质指导生产”的转变,解决了矿区地质监测问题,化解了地质数据真正痛点,满足了矿区智能检测采掘的需求,对于推动全国煤矿智能化建设及透明地质保障系统建设具有重要的示范意义。

但乌海能源并没有止步于此。他们正在推动煤矿地质数据分类存储、建模、分析、应用及共享,以期打通地质数据与工程、安全和辅助业务之间的数据壁垒,为井下地质灾害预测预警提供服务,为采掘智能化作业提供精准数据,持续助力我国煤炭行业高质量发展。

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