基于随钻参数响应特征的巷道顶板岩层界面识别方法研究

李点尚, 刘灿灿, 王传兵, 任波, 任帅, 康志鹏

doi:10.19606/j.cnki.jmst.2024932

矿业科学学报 ›› 2025, Vol. 10 ›› Issue (01) : 95 -104. DOI: 10.19606/j.cnki.jmst.2024932

基于随钻参数响应特征的巷道顶板岩层界面识别方法研究

李点尚, 刘灿灿, 王传兵, 任波, 任帅, 康志鹏

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摘要

为实现煤矿地质透明化，促进煤矿智能化发展进程，解决传统岩层界面识别方法速度慢、成本高以及精度差的难题，围绕岩层界面智能识别进行研究。首先，在实验室内浇筑地层模型，通过自主研制的随钻装置开展位移、转速、扭矩和声压级等参数的实时采集；其次，采用指数加权损失函数自动过滤位移数据异常值，提出钻速计算方法；然后，用变点检测算法、RStudio软件的Strucchange模型和决策树算法分析钻速、转速、声压级和扭矩等参数，对比分析其识别岩层界面的准确性；最后，在2种典型的地质条件下进行岩层界面随钻识别效果分析。结果表明：以钻速为输入参数，决策树算法是快速准确识别岩层界面的最佳方式；现场试验中煤岩界面位置预测的平均误差为0.04 m,但对于复合顶板岩层界面识别准确性相对较低。