基于時(shí)空數(shù)字孿生云平臺(tái)構(gòu)建煤礦智能地質(zhì)保障系統(tǒng)

一、背景

2020年2月25日，國(guó)家能源局等八部委聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，2021年6月5日，國(guó)家能源局和國(guó)家礦山安全監(jiān)察局共同印發(fā)《煤礦智能化建設(shè)指南（2021年版）》，2021年12月7日，國(guó)家能源局發(fā)布《智能化示范煤礦驗(yàn)收管理辦法（試行）》，掀開(kāi)了煤礦智能化改造的序幕。

《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》中提出，煤礦智能化建設(shè)要全面貫徹安全第一的基本要求，提升煤礦安全保障的能力。建立智能煤礦地質(zhì)保障系統(tǒng)是智能煤礦建設(shè)的核心內(nèi)容之一。根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、省級(jí)標(biāo)準(zhǔn)及一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，煤礦智能地質(zhì)保障系統(tǒng)應(yīng)建立完善的三維地質(zhì)模型體系，為地質(zhì)數(shù)據(jù)可視化共享、動(dòng)態(tài)修正、智能開(kāi)采、智能掘進(jìn)、智能管控、安全生產(chǎn)、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警等提供服務(wù)。因此，構(gòu)建三維地質(zhì)模型體系作為核心的數(shù)據(jù)資產(chǎn)，提供配套的數(shù)據(jù)管理、可視化與服務(wù)系統(tǒng)是構(gòu)建煤礦智能地質(zhì)保障系統(tǒng)的主要工作。

二、總體架構(gòu)

空間維特從2009年進(jìn)入礦山行業(yè)以來(lái)，一直致力于自主產(chǎn)權(quán)的智慧礦山解決方案。從2017年開(kāi)始，基于北京空間維特科技發(fā)展有限公司自主產(chǎn)權(quán)的時(shí)空數(shù)字孿生云平臺(tái)，研發(fā)了《地質(zhì)保障系統(tǒng)》。平臺(tái)總體業(yè)務(wù)模型如下圖所示：

利用地面無(wú)人機(jī)、井下智能鉆探、智能物探、智能遙感探測(cè)、智能探測(cè)機(jī)器人等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)礦井不同種類地質(zhì)數(shù)據(jù)的智能獲取、分類與存儲(chǔ)，建立礦井地理信息四維時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)，不斷完善井上下瓦斯智能抽采技術(shù)與裝備、精細(xì)探測(cè)及全息數(shù)字化三維地質(zhì)模型構(gòu)建技術(shù)、煤礦高精度地質(zhì)模型構(gòu)建技術(shù)、基于4D-GIS的采掘工程數(shù)據(jù)自動(dòng)處理與實(shí)時(shí)更新技術(shù)、GIS與BIM融合等技術(shù)，構(gòu)建多源融合的統(tǒng)一地理信息服務(wù)，為礦方地測(cè)管理、機(jī)電管理、通防管理、生產(chǎn)設(shè)計(jì)、智能開(kāi)采和指揮決策提供應(yīng)用支撐。

三、關(guān)鍵技術(shù)

（1）多元數(shù)據(jù)融合分析技術(shù)

利用各種地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行地質(zhì)建模，包括但不限于地質(zhì)圖、剖面、鉆探、物探、地球化學(xué)數(shù)據(jù)等。該技術(shù)可快速建立任意復(fù)雜高精度地質(zhì)三維模型，還可進(jìn)行BIM、CIM、DEM模型與地質(zhì)模型的融合，并具備對(duì)礦區(qū)地質(zhì)數(shù)據(jù)融合分析、地質(zhì)數(shù)據(jù)推演等能力。

（2）動(dòng)態(tài)地質(zhì)建模技術(shù)

該技術(shù)可處理任意復(fù)雜地質(zhì)情況，如煤層傾角、煤層穩(wěn)定性、斷層、褶曲、陷落柱、瓦斯、水文等信息，建立完備的三維地質(zhì)模型，支持智能估算和核實(shí)煤礦煤炭資源、儲(chǔ)量及煤礦瓦斯(煤層氣)資源、儲(chǔ)量。

（3）二三維一體化的地理信息技術(shù)

能夠根據(jù)礦方的靜態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)空間一張圖的數(shù)據(jù)接入展示（看）、實(shí)時(shí)預(yù)警及處置（管）、生產(chǎn)控制（控），支持生產(chǎn)智能化和安全決策。

（4）無(wú)插件的多端同步展現(xiàn)技術(shù)

基于統(tǒng)一的數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)，用戶可以基于智能終端、web端、穿戴設(shè)備、大屏等多種終端同步展示。