智能时代的矿井地质工作展望——矿井开采智能地质保障技术体系架构
夏玉成1,2，孙学阳1,2，苗霖田1,2,3，*郭 晨1,2 ，杜荣军1,2
1.西安科技大学 地质与环境学院，陕西 西安 710054
2.陕西省煤炭绿色开发地质保障重点实验室，陕西 西安 710054
3.自然资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室，陕西 西安 710054
摘要
【背景意义】面临碳达峰碳中和(“双碳”)目标的严峻挑战，煤矿智能化是新时期煤炭产业高质量可持续发展的必由之路和重要标志。矿井地质工作为地下煤矿开采提供地质基础和保障，在煤炭产业转型升级高质量发展中的重要性将日益增强。通过“矿井地质+人工智能”，构建“矿井开采智能地质保障技术体系”，为矿井安全高效绿色智能开采提供全方位和全过程地质保障，是新时期矿井地质工作契合煤矿智能化建设目标的发展方向与必然趋势，必将成为助推矿井地质工作提质增效的新质生产力。
【方法和结果】在探讨矿井开采智能地质保障技术体系科学内涵的基础上，初步搭建了矿井开采智能地质保障技术体系架构，并对构成该技术体系的5个子体系：基础地测信息智能化管理、矿井地质灾害的智能化预测预警、矿区生态环境的智能化监测预测预警、开采有利区块的智能化辨识、透明工作面子体系，及其核心工作模块进行系统梳理。
【结论】同时特别强调，在地质探测、检测技术手段不断进步的前提下，矿井开采智能地质保障技术体系的有效性取决于原始数据的准确性和可靠性，归根结底取决于地测人员的数量和专业素养，呼吁进一步加强矿井地质专业人才的引进与培养。
关 键 词：矿井地质；人工智能；地质保障；技术体系；人才队伍
文章主要内容
1 矿井开采智能地质保障技术体系的产生背景和科学内涵
1.1 20世纪90年代以来我国矿井地质工作发展态势
1.2 科学内涵
1.3 基本架构
1.4 智能地质保障技术体系与煤矿智能化关系
2 基础地测信息智能化管理子体系
2.1 数据获取
2.2 数据智能管理与动态更新
2.3 建模数据准备
2.4 矿井地质图与地质说明书的自动编制
3 矿井地质灾害的智能化预测预警子体系
3.1 致灾地质因素智能筛查
3.2 致灾危险度智能评判
3.3 智能监控与预警
4. 矿区生态环境的智能化监测预测预警子体系
4.1 采煤沉陷的智能监测
4.2 采煤沉陷智能预测预警
4.3 含水层水位等关键指标智能监测
4.4 地下水扰动程度的智能预测预警
4.5 煤-水-环一体化动态智能监控技术
5. 有利开采区块的智能化辨识子体系
5.1 矿井构造相对复杂程度的智能化评价预测
5.2 有利开采区块智能化辨识
6. 透明工作面子体系
6.1 静态地质模型构建
6.2 动态高精度地质模型的构建
6.3 透明工作面的构建
7. 结论
主要附图
图1 智能地质保障技术体系架构图
图2 矿井地质图自动编制图
图3 矿井地质灾害隐蔽致灾因素危险度智能评价
图4 矿区地表监测技术流程
图5 基于构造环境类型分类的采煤沉陷灾害预警识别
图6 MSPS工作流程图
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作者简介
夏玉成，男，甘肃省武威市人。西安科技大学地质与环境学院专业技术二级岗位教授，博士生导师，陕西普通高等学校教学名师。长期从事煤炭地质、构造地质及煤矿区生态环境保护等领域的教学科研工作。师承其导师黄克兴教授，深入研究和揭示了构造作用对煤炭资源聚集过程和赋存状态的控制机理，创立了构造控煤理论和构造控煤研究范式；应用构造地质学理论对煤矿区地表环境灾害进行系统研究，创立了“构造控灾”理论框架，提出了煤矿区地质环境承载能力的概念及其评价指标体系；揭示了陕北侏罗纪煤田生态潜水含水层受开采扰动后地下水流场的变动规律，提出了矿区生态潜水流场优化调控策略。
夏玉成，孙学阳，苗霖田，郭晨，杜荣军. 智能时代的矿井地质工作展望——矿井开采智能地质保障技术体系架构[J]. 煤田地质与勘探，2024，53(1). Doi：10.12363/issn.1001–1986.24.07.0492
