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煤矿三维地质模型动态修正关键技术 被引量:31
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作者 孙振明 毛善君 +2 位作者 祁和刚 李仲学 李梅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期918-924,共7页
煤矿生产数据具有动态变化的特性,平面数据、剖面数据和三维地质模型需要随着矿山开采不断进行动态的修正和更新,使其对地下生产对象的表达越来越精确。但是,现阶段研究三维地质模型以静态建模为主,对模型数据更新处理的操作复杂,需要... 煤矿生产数据具有动态变化的特性,平面数据、剖面数据和三维地质模型需要随着矿山开采不断进行动态的修正和更新,使其对地下生产对象的表达越来越精确。但是,现阶段研究三维地质模型以静态建模为主,对模型数据更新处理的操作复杂,需要进一步深入研究三维模型的动态修正问题。研究提出利用最新的生产数据、修正的模型数据等对三维地质模型进行动态修正的流程及技术框架;对实现过程中所用的相关技术进行了研究,包括平面-剖面对应算法、膨胀搜索算法、样条曲面算法、平滑过渡算法等关键技术,实现了三维模型的局部动态修正;通过应用模型动态修正技术,使煤矿三维地质模型能够及时更新各类数据,更加真实的反映煤矿当前生产状况,提高了三维地质模型的动态更新自动化程度及实用性。相关成果在王家岭煤矿进行应用实践,证明了研究方法的有效性。 展开更多
关键词 三维地质模型 动态修正 数据更新 地质剖切 平面剖面对应
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综采工作面智能化开采系统关键技术 被引量:20
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作者 贺海涛 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第S01期8-15,共8页
简要回顾煤矿智能无人开采发展历程,在分析综采工作面智能化开采需求的基础上,提出了综采工作面智能化开采系统架构,包括精准煤层三维地质模型及其动态调整、智能化开采控制、智能化无人巡检装置和智能化协同集控等4个部分,提出了综采... 简要回顾煤矿智能无人开采发展历程,在分析综采工作面智能化开采需求的基础上,提出了综采工作面智能化开采系统架构,包括精准煤层三维地质模型及其动态调整、智能化开采控制、智能化无人巡检装置和智能化协同集控等4个部分,提出了综采工作面智能化开采模式。分析了综采工作面初始三维地质模型、三维激光扫描技术,确定综采工作面三维地质数字化模型动态调整步骤,形成动态调整的综采工作面三维数字化地质模型,实现综采工作面的有限透明。指出综采工作面智能化开采三项关键技术:采煤机智能化割煤技术、液压支架自适应控制技术和综采工作面直线度控制技术。在神东榆家梁煤矿43101综采工作面进行技术应用,动态调整的综采工作面三维数字化地质模型精度为0.2 m,日割煤可达15刀;采煤机和支架自动化率95%以上,人工干预率20%左右;综采队全员工效125.69 t/工,较之前提高95.98%;工作面无直接操作人员,仅有1人巡视。研究成果可为煤矿智能无人开采提供借鉴。 展开更多
关键词 智能无人开采 数字化地质模型 智能化割煤 三维激光扫描
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基于采煤机截割路径的动态三维地质模型构建方法 被引量:8
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作者 李娟莉 姜朔 +1 位作者 谢嘉成 孙梦祯 《东北大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期706-712,共7页
针对虚拟综采工作面难以构建实时动态煤层的问题,提出了一种根据采煤机行走轨迹构建三维地质模型的方法.建立了初始三维地质模型和动态三维地质模型,并提取了目标煤层的轨迹曲线,为采煤机提供了目标截割路径;基于当前工作面采煤机的实... 针对虚拟综采工作面难以构建实时动态煤层的问题,提出了一种根据采煤机行走轨迹构建三维地质模型的方法.建立了初始三维地质模型和动态三维地质模型,并提取了目标煤层的轨迹曲线,为采煤机提供了目标截割路径;基于当前工作面采煤机的实际截割情况及未来发展趋势提出了三种采煤机截割方案,分别是采煤机记忆截割、人工干预的采煤机记忆截割和采煤机自主截割;建立了真实的虚拟综采工作面,构建了三种方案的实际煤层形态,并进行了仿真对比实验.结果表明:通过采煤机自主截割方案构建的实际煤层的总体平均误差为15.73 mm,能够实现较小的割岩量和较高的回采效率. 展开更多
关键词 三维地质模型 虚拟综采工作面 截割方案 数字孪生 UNITY3D
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基于地质大数据与构造语义约束的断层建模 被引量:7
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作者 王统 田宜平 +1 位作者 罗莹莹 张睿 《地质科技通报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期69-75,共7页
断层作为一种重要的地质构造,在自然界中普遍存在。在地质体三维建模中,断层处理的难点主要在于数据获取不易。如今,在地质大数据条件下,可以利用不同地质语义约束来推测断层的产状。但由于断层构造往往十分复杂,要利用地质大数据对断... 断层作为一种重要的地质构造,在自然界中普遍存在。在地质体三维建模中,断层处理的难点主要在于数据获取不易。如今,在地质大数据条件下,可以利用不同地质语义约束来推测断层的产状。但由于断层构造往往十分复杂,要利用地质大数据对断层构造进行约束建模,需厘清断层的形态分类及其数据模型。通过研究断层的分类,提取出影响断层产状的要素,将这些要素作为断层数据模型的组成部分,在地质大数据挖掘中作为挖掘目标,形成断层地质语义信息表,为后续断层建模提供数据支撑。在此基础上,提出一种新的断层建模思路,即将断层看成一个整体,通过Apriori算法对断层地质语义信息表进行分类,找到每个断层的标准模型。然后,利用断层地质语义信息表对该断层模型进行几何形态约束,形成符合特定地质语义的断层模型。最后,通过断层牵引构造的平滑过渡,将断层镶嵌在已经建好的地层格架模型中,完成断层的三维建模。 展开更多
关键词 断层建模 地质大数据 断层语义约束 地质模型切割
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面向体元结构的三维地质模型剖切算法研究 被引量:5
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作者 曹丽 于雪润 +1 位作者 陈国旭 邓力珲 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2019年第3期332-336,共5页
文章针对三维地质建模和地质数据可视化中重要的体元模型,通过对三维剖切面的隐函数刻画,研究了基于可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)的三维地质模型剖切算法。重点对四面体数据结构模型和六面体数据结构模型分别进行剖切算法... 文章针对三维地质建模和地质数据可视化中重要的体元模型,通过对三维剖切面的隐函数刻画,研究了基于可视化工具包(Visualization Toolkit,VTK)的三维地质模型剖切算法。重点对四面体数据结构模型和六面体数据结构模型分别进行剖切算法设计和功能实现。在三维地质模型中应用该剖切算法,结果表明该算法能够较好地对矿区各种形态地质体进行任意剖切,可有效提高三维地质模型的剖切效率。 展开更多
关键词 三维地质模型 剖切 VTK图形函数库 隐函数模型 六面体
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基于地质模型及设备感知的采煤机自适应截割方法
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作者 宋焘 马骋 +2 位作者 张孝斌 吴宁 董博 《陕西煤炭》 2023年第6期100-105,共6页
复杂地质条件下的煤炭安全、高效开采面临诸多难题,其中采煤机滚筒自适应截割是解决这些问题的关键技术,现有的以记忆割煤为主的自动化开采已无法满足煤炭智能化开采要求。本文提出一种基于地质模型及设备感知的采煤机自适应截割方法,... 复杂地质条件下的煤炭安全、高效开采面临诸多难题,其中采煤机滚筒自适应截割是解决这些问题的关键技术,现有的以记忆割煤为主的自动化开采已无法满足煤炭智能化开采要求。本文提出一种基于地质模型及设备感知的采煤机自适应截割方法,该方法利用现有的钻探、物探以及巷道写实数据,并通过回采中揭露的地质信息和隐式迭代插值算法对初始静态地质模型进行动态更新,建立综采工作面动态地质模型。开采过程中,运用综采设备的惯性导航技术、雷达定位技术等多传感器感知技术和大数据分析决策技术,来不断修正开采模型,并根据修正后的开采模型规划采煤机截割轨迹,指导采煤机自动调高。通过煤矿井下实验证明,采用本文提出的自适应截割方法,能够满足复杂地质条件下采煤机滚筒自动调高的控制要求,对复杂地质条件下的煤炭安全、高效开采具有重要意义。 展开更多
关键词 地质模型 设备感知 采煤机 自动调高 截割轨迹
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一种基于三角网的地质体三维模型切割方法 被引量:4
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作者 万波 尹芮芮 +2 位作者 左泽均 王润 吴信才 《地球科学(中国地质大学学报)》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期1966-1976,共11页
三维地质体模型相交元素之间构成的奇异空间关系与复杂的模型要素形态极大影响了切割算法稳健性及切割结果可靠性.提出一种几何运算与关系表达相统一的地质体三维模型切割算法.算法首先构建交点对象拓扑结构,存储交点与所在三角形单元... 三维地质体模型相交元素之间构成的奇异空间关系与复杂的模型要素形态极大影响了切割算法稳健性及切割结果可靠性.提出一种几何运算与关系表达相统一的地质体三维模型切割算法.算法首先构建交点对象拓扑结构,存储交点与所在三角形单元及空间邻近要素的相对位置关系;然后结合精确谓词法设计完整的边-三角形相交类型分类图,记录27种相交情况与交点位置的对应关系,并在重三角化过程中建立交点调整机制,利用交点对象拓扑结构中关联的空间关系作为上下文约束,有效控制投影降维浮点误差带来的交点位置偏差的不良影响.实验结果表明,算法能够有效处理地质体模型中的三角网退化/近似退化、自相交及共面/近似共面等奇异空间关系,同时具有良好的运算效率. 展开更多
关键词 地质体 三维空间分析 遥感 切割分析 可靠性
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基于三维地质模型的煤矿智能开采规划截割技术研究
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作者 孙鹏亮 宋冰清 +1 位作者 常圣强 郭刚 《中国科技纵横》 2023年第24期132-134,141,共4页
目前,基于记忆截割的智能开采技术无法满足实际工程应用要求,由此提出一种基于地理信息的采煤机规划截割开采技术。该技术以空间坐标变换、三维动态模型修正、规划截割控制等技术为核心,对采煤机截割路径进行建模规划,使采煤机依据截割... 目前,基于记忆截割的智能开采技术无法满足实际工程应用要求,由此提出一种基于地理信息的采煤机规划截割开采技术。该技术以空间坐标变换、三维动态模型修正、规划截割控制等技术为核心,对采煤机截割路径进行建模规划,使采煤机依据截割轨迹参数进行调高控制,实现自主割煤的目标。该项技术在大海则煤矿应用了一年多的时间,取得了良好的效果。 展开更多
关键词 地质模型 规划截割 坐标变换
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基于三维地质模型的矢量地质剖面图实时生成技术 被引量:1
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作者 花卫华 肖旖旎 +3 位作者 王振娟 郑鹏 闻龙 刘修国 《地球科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期4256-4266,共11页
为了解决目前剖面图生成的实时性、鲁棒性和准确性的问题,本研究提出从图像空间出发,利用双模板缓冲技术解决剖切问题的计算瓶颈,同时借助RTT(Render to Texture)相机技术和高分辨率技术实现任意直线切割下的剖面图高精度输出,最后将剖... 为了解决目前剖面图生成的实时性、鲁棒性和准确性的问题,本研究提出从图像空间出发,利用双模板缓冲技术解决剖切问题的计算瓶颈,同时借助RTT(Render to Texture)相机技术和高分辨率技术实现任意直线切割下的剖面图高精度输出,最后将剖面图矢量化以获得带有属性的矢量图.实验证明,本研究提出的基于三维地质模型的矢量地质剖面图实时生成技术具有可实现性.通过与传统剖切对比,证明我们的方法在剖切效率上有高达99.9%的提升,实现了剖面图生成的实时性且输出的矢量剖面图地质界线一致且清晰.为地质行业进入三维化时代提供了一种基于三维地质模型的实时剖面图生成的新思路,对剖面图实时生成具有一定的参考意义. 展开更多
关键词 三维地质体模型 双模板缓冲 RTT相机 实时剖切 工程地质
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自主智能割煤技术在榆家梁煤矿43101综采工作面的实践应用 被引量:8
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作者 谷彬 赵云飞 《能源科技》 2020年第7期29-32,共4页
加快煤矿智能化发展是助推传统能源企业转型升级的必经之路。神东煤炭公司榆家梁煤矿自2002年开始尝试应用综采记忆割煤技术,经过十多年的探索积累,于2018年通过引入三维激光扫描、轨道机器人、千米定向钻、三维地质模型等技术,结合已... 加快煤矿智能化发展是助推传统能源企业转型升级的必经之路。神东煤炭公司榆家梁煤矿自2002年开始尝试应用综采记忆割煤技术,经过十多年的探索积累,于2018年通过引入三维激光扫描、轨道机器人、千米定向钻、三维地质模型等技术,结合已成熟应用的自动化生产工艺,在常规自动化模式以"采煤机记忆割煤、支架跟机拉架、远程干预"的基础上,提出了"基于精确三维地质模型和扫描构建工作面绝对坐标数字模型的自主智能割煤"技术。通过预知煤层变化趋势,识别出工作面当前精确坐标信息,实现沿煤层的自主割煤,实现了工作面"无人跟机、有人巡视、自主割煤为主、远程干预为辅[1]"的目标,自动化程度达到85%以上,为我国薄煤层智能化开采提供了一种新的解决方案。 展开更多
关键词 智能化 精确三维地质模型 绝对坐标数字模型 自主智能割煤
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基于煤层地质模型的采煤机绝对定姿定位方法的研究 被引量:4
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作者 华同兴 邢存恩 任刚 《煤矿机械》 北大核心 2020年第3期48-51,共4页
针对目前采煤机定位定姿数据无法满足综采工作面生产过程中实用性、精确性的要求,根据采煤机与工作面煤层之间的空间位置关系,提出了基于煤层地质模型的采煤机绝对定位定姿方法。首先利用工作面煤层地质数据,生成精确的煤层地质模型;然... 针对目前采煤机定位定姿数据无法满足综采工作面生产过程中实用性、精确性的要求,根据采煤机与工作面煤层之间的空间位置关系,提出了基于煤层地质模型的采煤机绝对定位定姿方法。首先利用工作面煤层地质数据,生成精确的煤层地质模型;然后深入研究采煤机自主导航参数解算的原理,并在此基础上对惯导系统的参考坐标系进行了调整;通过采煤机位姿数据和煤层地质数据相互融合,实现了采煤机的绝对定位定姿和对煤层地质数据感知,为采煤机滚筒实现自适应截割提供技术支撑;最后在山西某自动化工作面进行了工业性试验。 展开更多
关键词 采煤机绝对定姿定位 煤层地质模型 数据融合 滚筒自适应截割
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六面体体元网格三维地质模型剖切算法 被引量:2
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作者 张文东 明志强 刘培刚 《计算机系统应用》 2017年第7期195-199,共5页
针对常用的六面体体元网格三维地质模型,提出了一种求剖切面的算法.首先,采用分层投影求交点的方式,将地质体模型与切割面投影到同一平面,三维空间下的地质体模型与切割面的剖切转化为二维平面上的四边形网格与切线段求交点的运算.为减... 针对常用的六面体体元网格三维地质模型,提出了一种求剖切面的算法.首先,采用分层投影求交点的方式,将地质体模型与切割面投影到同一平面,三维空间下的地质体模型与切割面的剖切转化为二维平面上的四边形网格与切线段求交点的运算.为减少判交次数,先根据切线走势判断可能存在交点的区域,再对可能区域进行精确判交.其次,找到并求出不能通过投影方式得到的交点.然后,将得到的所有交点按规则组成四边形网格,对每个四边形三角化处理得到TIN形式的剖切面.最后,对该TIN面进行显示.实验证明了对六面体体元网格三维地质模型剖切的可行性. 展开更多
关键词 三维地质模型 六面体体元 剖面切割 投影法 不规则三角网
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基于动态四叉树索引的三维地质模型组合剖切算法 被引量:12
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作者 代欣位 郭甲腾 +3 位作者 刘善军 李超岭 李丰丹 李鹏宇 《地理与地理信息科学》 CSCD 北大核心 2020年第4期8-13,F0002,共7页
三维地质体模型可直观展示地质构造的空间发育形态,而地质构造的内部特征及构造间的复杂空间关系需通过连续的组合剖切和开挖分析进行揭露,并依赖于高效的基础剖切算法与剖切过程中模型数据的动态管理。该文针对以三角面片为基本数据结... 三维地质体模型可直观展示地质构造的空间发育形态,而地质构造的内部特征及构造间的复杂空间关系需通过连续的组合剖切和开挖分析进行揭露,并依赖于高效的基础剖切算法与剖切过程中模型数据的动态管理。该文针对以三角面片为基本数据结构的三维地质体模型,提出一种支持水平面剖切、竖直剖切、空间任意平面剖切等多种基本剖切类型组合的连续剖切分析方法。该方法通过引入动态四叉树索引,可快速定位剖切影响域三角面片,并依据交线位置关系快速生成剖面的轮廓多边形集合,进而经过多边形三角剖分形成地质剖面图;在连续多次剖切时,通过实时更新四叉树索引和剖切单元属性值,优化了组合剖切效率。实验结果表明,该方法可显著提高剖切计算速度,满足栅栏剖切、连续圆弧剖切、台阶剖切和开挖分析等复杂组合剖切与连续剖切分析功能。 展开更多
关键词 三维地质建模 地质体模型 动态四叉树索引 组合剖切 连续剖切
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