[發明專利]面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法

在審

• 申請號: 202111314251.3
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN113887111A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 謝嘉成;杜文勇;李娟莉;王學文;董夢瑤;王振威;劉怡夢;曹琦;溫利強;池昱杉;郭清杰
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/02
• 代理公司: 太原倍智知識產權代理事務所(普通合伙) 14111
• 代理人: 張宏

1.一種面向綜采工作面地質、煤層與裝備的虛擬綜合測試方法，其特征在于：

所述方法中包括如下模型：虛擬地質模型、煤層勘測建模模擬模型、煤層模型動態修正模擬模型、理論工作空間模擬模型和采煤機位姿反演工作空間模擬模型；

所述虛擬地質模型是依據地質構造規律，結合目標地質對象特征所生成的地質模型；

所述煤層勘測建模模擬模型是模擬實際生產中的勘測手段，對虛擬地質模型進行模擬勘測，并利用所獲得的模擬勘測數據構建出的煤層模型；

所述煤層模型動態修正模擬模型是以煤層勘測建模模擬模型為基礎，從每個模擬工作面中依次獲取模擬勘測數據，并在每一次獲取模擬勘測數據后不斷動態修正獲得的煤層模型；

所述理論工作空間模擬模型是模擬實際生產中采煤機理論上開采出的工作空間的三維模型，該模型用于反映采煤機對煤層的截割情況；

所述采煤機位姿反演工作空間模擬模型是由采煤機采煤過程中位姿數據反演得到的采煤機工作空間模擬模型，該模型用于對實際生產過程中構建工作空間模型的過程和結果進行模擬；

結合上述模型實現如下測試：

煤層勘測建模模擬測試：將所述煤層勘測建模模擬模型與所述虛擬地質模型定量對比分析對當前煤層勘測建模方法進行評價；

煤層模型動態修正模擬測試：將所述煤層模型動態修正模擬模型與所述虛擬地質模型定量對比分析對當前煤層模型的動態修正方法進行評價；

采煤機截割技術或方法測試：將所述理論工作空間模擬模型與所述虛擬地質模型定量對比分析對當前采煤機截割技術或方法進行評價；

采煤機位姿反演工作空間模型技術方法測試：將所述理論工作空間模擬模型與所述采煤機位姿反演工作空間模擬模型定量對比分析對當前采煤機位姿反演工作空間的方法進行評價。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：構建所述虛擬地質模型的過程如下：

步驟101、設計數字高程矩陣參數：所述數字高程矩陣是一個多維矩陣，其內元素的位置與元素的值能夠共同反映地質模型中相應節點的三維坐標；數字高程矩陣中設計的參數包括矩陣的維數與矩陣的維度；

步驟102、填充數字高程矩陣：依據地質構造規律，結合目標地質對象特征對步驟101中所設計的數字高程矩陣進行填充，經過填充后的數字高程矩陣能夠充分表達地質體中的多個連續界面，從而為后續構建虛擬地質模型提供數據來源；

步驟103、TIN法構建地質體中連續界面：基于步驟102中所構建的數字高程矩陣，利用其中所包含的地質體界面點坐標數據，采用TIN構面法在Unity3d軟件中利用C#腳本構建地質體中的連續界面；

步驟104、填充模型：將步驟103中生成的多層連續界面導出，并將界面之間的部分按照地質構造情況進行相應填充，不同的地質成分可以用不同的色彩或材質表示，最終可得到所述虛擬地質模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：構建所述煤層勘測建模模擬模型的過程如下：

步驟201、模擬勘測：對虛擬地質模型進行模擬勘測，獲取相應的地質信息；

步驟202、構造數字高程矩陣：構造與虛擬地質模型維數與維度相同的數字高程矩陣，基于步驟201種所得到的虛擬地質信息，對數字高程矩陣進行填充；

步驟203、TIN法構建地質體中連續界面：基于步驟202中所構建的數字高程矩陣，利用其中所包含的地質體界面點坐標數據，采用TIN構面法在Unity3d軟件中利用C#腳本構建地質體中的連續界面；

步驟204、填充模型：將步驟203中生成的多層連續界面導出，并將界面之間的部分按照地質構造情況進行相應填充，最終得到所述煤層勘測建模模擬模型。