动态修正与精细建模：煤层三维模型提升采煤工作面无人开采精度

本文主要探讨了在现代煤炭开采行业中，如何通过构建和动态修正采煤工作面煤层三维模型来提升无人开采的效率和精度。当前，由于煤层三维模型普遍以静态模型为主且垂直分辨率不足，无法满足无人开采对高精度模型的需求。针对这一问题，作者提出了一个创新的方法论，即在工作面开采过程中的动态精细修正技术。 首先，作者深入分析了影响煤层三维模型不确定性的各种因素，如地质构造变化、开采过程中的扰动等，这些都是影响模型精度的关键。然后，他们提出了一种策略，即在每次回采作业完成后，实时整合最新的激光扫描数据、顶/底煤层厚度数据以及采煤机的截割轨迹信息。这些数据来源于现场作业，能够提供实时更新的工作面煤层状况。 采用二次序列规划法，精确计算出煤层三维模型中特定区域的修正值，这种方法确保了修正过程的精准性和有效性。接着，通过克里格空间曲面插值法将修正值无缝嵌入到三维模型中，实现了模型的动态更新。这种逐级递进的修正方式使得模型在每一次新的回采阶段都能反映出更精确的实际煤层结构，从而达到有限透明的效果。 在斜沟煤矿的实地试验中，通过对比修正前后的工作面煤层垂向误差，发现修正后的区域，其误差绝对值小于0.2米的区域大幅增加，这表明该动态修正技术显著提升了煤层三维模型的局部精度。这一改进不仅提高了模型的实用性，也为无人化开采提供了更为精准的基础数据支持。 总结来说，本文的研究成果对于优化采煤工作面的煤层管理，提高无人开采的智能化水平具有重要意义，对于推动煤炭行业的数字化转型和技术革新具有深远影响。通过动态修正煤层三维模型，可以更好地适应开采过程中的动态变化，确保在复杂地质条件下也能实现高效、安全的无人开采。