智能透明开采工作面地质模型梯级优化的试验研究

煤矿智能开采工艺与装备对于地质条件适应性不足，急需在各种复杂地质条件下构建高精度透明化的煤层地质模型。以山西某地质条件复杂的矿井为例，选择陷落柱、断层、褶曲等较为发育的XY-S工作面，通过利用不同勘查、生产阶段获取的地质数据，递进式构建了设计阶段的黑箱模型、掘进阶段的灰箱模型、回采前的白箱模型和开采中的透明模型；以XY-S工作面7 400 m掘进巷道、1 470 m推采范围的实测数据作为统计依据，对不同模型的地质建模精度进行实证分析。试验结果表明：①煤层底板的建模误差：黑箱模型10~20 m（仅有钻探数据时）、5~10 m（钻探+三维地震），灰箱模型和白箱模型0~5 m，透明模型0~1.0 m；②断层、陷落柱的控制程度：槽波解释的3条落差1.5 m以上断层验证可靠，直径20 m以上陷落柱的解释准确率平均75%，但是槽波探测的陷落柱范围明显偏大、推断的异常区偏多；③煤厚预测误差：主采煤层平均厚度2.70 m，黑箱、灰箱、白箱模型煤厚预测最大误差1.5 m、均方误差0.5 m左右，透明模型的煤厚预测误差小于0.30 m，但是可统计的实证点偏少。按照智能开采工作面地质模型梯级构建的思路，智能