【摘 要】
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目前,在采煤工作面煤层赋存条件采前探测的基础上,构建工作面高精度三维地质模型,已成为煤炭智能化开采地质保障技术的研究热点。本论文以采煤工作面多种地质探测成果为基础,采用理论分析、数值模拟和现场试验等研究方法,对采煤工作面的煤层厚度及顶/底板预测、工作面静态地质模型构建及其动态更新等多个方面进行了研究。取得的主要成果如下:（1）分析了采煤工作面全生命周期内地质建模数据的特征,将工作面地质模型抽象为煤
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目前,在采煤工作面煤层赋存条件采前探测的基础上,构建工作面高精度三维地质模型,已成为煤炭智能化开采地质保障技术的研究热点。本论文以采煤工作面多种地质探测成果为基础,采用理论分析、数值模拟和现场试验等研究方法,对采煤工作面的煤层厚度及顶/底板预测、工作面静态地质模型构建及其动态更新等多个方面进行了研究。取得的主要成果如下:（1）分析了采煤工作面全生命周期内地质建模数据的特征,将工作面地质模型抽象为煤层顶/底板、煤层厚度和地质构造3个子模型,对比优选了断层和陷落柱可视化建模方法。（2）将贝叶斯克里金法（Bayesian Kriging,BK）引入到槽波地震（In-seam seismic survey,ISS）煤厚反演中,提出了ISS-BK煤层厚度预测方法。（3）提出了以顺层钻孔为约束的煤层顶/底板迭代插值方法,通过引入虚拟顶/底板点对煤层顶/底板模型进行地质约束,避免了煤层顶/底板模型与顺层钻孔之间形成非逻辑交点。（4）以XY-S工作面为试验点,采用ISS-BK煤厚预测方法和顶/底板迭代建模方法分别建立了煤层厚度子模型和顶/底板子模型,结合构造综合解释成果,构建了XY-S工作面采前三维静态地质模型。（5）提出了以递进式预测方法为核心的采煤工作面三维动态地质模型构建技术,XY-S工作面初步试验结果表明:静态地质模型煤厚、底板平均误差分别为0.18 m、2.15 m;动态地质模型煤厚、底板平均误差分别为0.15 m、0.85 m;每2个截割循环（约1.6 m推采宽度）对采煤工作面进行1次地质编录,并更新地质模型时,预测动态地质模型煤层底板精度可达到0.15 m。（6）对基于工作面视频图像的地质编录技术进行了先导性研究,并根据摄影测量原理和深度卷积神经网络,实现了工作面局部煤-岩柱状信息自动提取。
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