一、背景

2020年2月25日，国家能源局等八部委联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，2021年6月5日，国家能源局和国家矿山安全监察局共同印发《煤矿智能化建设指南（2021年版）》，2021年7月21日，国家能源局发布《智能化示范煤矿验收管理办法（试行）》，掀开了煤矿智能化改造的序幕。

《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》中提出，煤矿智能化建设要全面贯彻安全第一的基本要求，提升煤矿安全保障的能力。建立智能煤矿地质保障系统是智能煤矿建设的核心内容之一。根据行业标准、省级标准及一些企业标准，煤矿智能地质保障系统应建立完善的三维地质模型体系，为地质数据可视化共享、动态修正、智能开采、智能掘进、智能管控、安全生产、地质灾害预警等提供服务。因此，构建三维地质模型体系作为核心的数据资产，提供配套的数据管理、可视化与服务系统是构建煤矿智能地质保障系统的主要工作。

二、总体架构

空间维特从2009年进入矿山行业以来，一致致力于自主产权的智慧矿山解决方案。从2017年开始，基于我公司自主产权的时空数字孪生云平台，研发了《地质保障系统》。平台总体业务模型如下图所示：

(地质保障系统业务模型)

空间维特地质保障系统利用地面无人机、井下智能钻探、智能物探、智能遥感探测、智能探测机器人等技术，实现矿井不同种类地质数据的智能获取、分类与存储，建立矿井地理信息四维时空数据库，不断完善井上下瓦斯智能抽采技术与装备、精细探测及全息数字化三维地质模型构建技术、煤矿高精度地质模型构建技术、基于4D-GIS的采掘工程数据自动处理与实时更新技术、GIS与BIM融合等技术，构建多源融合的统一地理信息服务，为矿方地测管理、机电管理、通防管理、生产设计、智能开采和指挥决策提供应用支撑。

(系统总体架构图)

三、关键技术

（1）多元数据融合分析技术

利用各种地质数据进行地质建模，包括但不限于地质图、剖面、钻探、物探、地球化学数据等。该技术可快速建立任意复杂高精度地质三维模型，还可进行BIM、CIM、DEM模型与地质模型的融合，并具备对矿区地质数据融合分析、地质数据推演等能力。

（2）动态地质建模技术

该技术可处理任意复杂地质情况，如煤层倾角、煤层稳定性、断层、褶曲、陷落柱、瓦斯、水文等信息，建立完备的三维地质模型，支持智能估算和核实煤矿煤炭资源、储量及煤矿瓦斯(煤层气)资源、储量。

（3）二三维一体化的地理信息技术

能够根据矿方的静态数据、动态数据和监测数据实现空间一张图的数据接入展示（看）、实时预警及处置（管）、生产控制（控），支持生产智能化和安全决策。

（4）无插件的多端同步展现技术

基于统一的数据仓库，用户可以基于智能终端、web端、穿戴设备、大屏等多种终端同步展示。

(BS端的三维地质保障系统)

四、典型功能