让井下地质构造“看得见”

走进陕煤集团韩城矿业有限公司象山矿井综合调度指挥中心，一块巨大的电子屏幕上，幽深的巷道网络清晰可辨，不同颜色标识的煤层如地层切片般层次分明，醒目的断层线纵横其间。

象山矿井地质副总工程师王赟轻点鼠标，电子屏幕上采掘工作面地质构造细节清晰可见。

“过去掌握地下情况，主要靠经验推断和有限的钻探数据，存在很大局限。”王赟指着屏幕感慨道，“现在有了这套智能地质保障系统，地质情况‘透明’多了！”

给岩层安装“听诊器”

来到井下掘进工作面，笔者看到履带式全液压定向钻机正向岩层深处延伸。

仔细一看，操作人员正通过操作台控制钻杆轨迹，钻孔摄像仪将掌子面岩层结构画面实时回传至监控屏幕。

智能地质保障系统配合矿用瞬变电磁仪、音频电透视仪等设备，能对掘进工作面前方地质构造、煤层起伏、煤层厚度以及可能的富水区进行高精度、远距离综合探测。

“这是我们最新构建的三维地质模型。”地质测量部部长郭璐调出电脑界面，“利用槽波地震和地质雷达采集的基础数据，再结合钻探验证结果，可以让三维地质模型精度达到0.5米左右。”

郭璐轻敲键盘，剖面图即时生成，断层带与煤层褶皱清晰呈现。

在象山矿井井下，一套矿井突水监测预警子系统正在发挥关键作用。

矿井突水监测预警子系统通过预先埋设在采掘空间周围的高灵敏度检波器，捕捉因采掘活动或构造应力导致底板岩层破裂，产生的微弱震动。当岩体破裂可能形成导水通道时，这些微震信号将被实时采集并分析。

“这相当于给岩层安装了灵敏的‘听诊器’。”水文地质部副部长雷鸽指出，矿井突水监测预警子系统通过分析震源到达不同检波器的时间差，精确定位岩体破裂位置及其能量特征，实现对导水通道孕育发展过程的动态监测。

同时，矿井水文动态监测系统实时监测主要含水层情况。一旦监测数据出现异常或微震事件预示风险，矿井突水监测预警子系统将立即触发报警与预警功能。

雷鸽补充道：“当预警信息发出后，综合智能化监测平台可根据涌水量预测结果，自动启动主排水系统。这种主动干预机制使我们能够提前化解潜在水害风险。”

构建高精度三维地质模型

回到综合调度指挥中心，智能地质保障系统的中枢——煤矿专业GIS（地理信息系统）平台正闪烁着数据流。该平台通过打通地测、生产、安全部门的数据壁垒，整合地质勘探、实时监测及井下工程进度等多源异构数据，构建了涵盖巷道、煤层、断层、采空区、积水区和工作面等的高精度三维地质模型。

王赟指着动态更新的三维地质模型演示图解释道：“这套系统实现了从静态图纸到动态决策的跨越，为精准开采和风险预警提供了实时数据支撑。”

“过去查资料要翻找不同的图纸和记录本，现在登录煤矿专业GIS平台，‘一张图’上全都有。每天调度会前，我们通过该平台可以了解工作面进尺等情况。”地测部门工作人员介绍道。

通过煤矿专业GIS平台，用户可以轻松进行三维可视化展示和漫游，直观掌握全矿井地质与生产状态。

象山矿井负责人表示，该矿利用二、三维联动技术实现了井下采掘实时动态模拟，极大提升了技术人员的决策效率。同时，基于三维地质模型空间分析功能，地质构造评价与灾害因素预测更加精准，为安全生产提供了科学依据。另外，水灾淹没模拟系统的应用，让应急演练和安全培训更加直观高效，显著增强了职工的灾害防范与应急处置能力。

截至目前，象山矿井已通过水灾淹没模拟系统辅助应急救援演练3次，培训新入职职工180余人，为在职职工进行安全模拟培训15次。

作者严改丽 杨家俊 版面编辑：杜明阳

编辑：张莹

来源：中国煤炭报

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