三维充水结构地质建模与动态可视化在矿井水害监测中的应用

"这篇论文探讨了采场三维充水结构地质建模与动态可视化实现的方法，旨在提升矿井水害监测预警技术。论文提出了一种包含静态模型和动态可视化模型的三维充水结构，其中静态模型基于地质、物探和水文地质数据，结合Open CASCADE开源几何内核和插值算法构建，显示采场的静态水文地质特征。动态可视化模型则利用工作面的动态信息，如水压、水温等，生成动态衍生信息并实时嵌入静态模型，以实现实时的充水要素展示和水害预警。此外，论文还提出了基于‘水压导升面’和‘破坏深度包络面’叠置的突水预警判据，并通过葛泉矿东井11916工作面的实际案例展示了该方法的应用。" 本文重点介绍了如何构建和应用三维充水结构模型来理解和预测矿井中的水害风险。首先，静态模型是基于地质勘探数据，利用Open CASCADE开源几何内核和DSI离散光滑插值算法、克里金插值算法进行构建，它能够展示采场的水文地质结构。这个模型是对地下环境的静态描述，包含了地层、含水层等关键信息。 动态可视化模型则更进一步，它结合了采掘过程中的实时监测数据，如水压、水温、应力-应变等，生成如水压导升面、破坏深度包络面等动态信息，并将这些信息实时叠加到静态模型上，实现了充水要素的时空动态展示。这种动态模型对于数据更新的响应时间非常快，小于10到20秒，大大提升了监测效率和预警能力。 论文中提出的突水预警技术依赖于“水压导升面”与“破坏深度包络面”的叠置情况，这是基于底板“下三带”理论的创新应用。在葛泉矿东井11916工作面的实例中，这些理论和方法被成功应用于实际操作，通过集成多种监测信息，如地质、物探、水文地质、采掘工程信息以及传感器数据，构建了采场三维充水结构可视化模型，有效提升了水害防控水平。 论文同时引用了一系列其他煤炭行业相关的研究，涵盖了从智能化煤矿评价指标到虚拟现实技术在煤矿领域应用的广泛主题，展示了当前煤矿智能化与安全技术的发展趋势。这些内容反映了煤炭行业的最新进展和技术挑战，为矿井的安全管理和智能化转型提供了重要的理论支持和实践指导。