2020年國家八部委（國家發展改革委、國家能源局、應急部、國家煤礦安監局、工業和信息化部、財政部、科技部、教育部）聯合印發《關于加快煤礦智能化發展的指導意見》（〔2020〕283號）（下簡稱《指導意見》）明確指出了要建設煤礦智能地質保障系統，要建立三維地質模型為煤炭生產、災害預防服務。2021年，國家能源局發布《煤礦智能化建設指南（2021年版）》（國能發煤炭規﹝2021﹞29號）（下簡稱《指南》）和《智能化煤礦驗收管理辦法（試行）》，中國煤炭學會發布《智能化煤礦(井工)分類、分級技術條件與評價》和《智能化采煤工作面分類、分級技術條件與評價指標體系》標準，地方政府也出臺了一系列文件響應國家政策和指導意見。
根據《指導意見》、《指南》等相關文件明確指示，煤礦智能化建設要全面貫徹“安全第一”的基本要求，以人為本，提升煤礦安全保障能力。建立智能地質保障系統是煤礦智能化建設的核心內容之一。三維地質建模是智能地質保障系統的基礎，完善的三維地質模型體系可以為煤礦地質數據管理、智能開采、智能掘進、智能管控，安全生產、地質災害預警等提供支撐。
為了響應煤礦智能化建設透明地質需求，我公司推出了煤礦智能地質保障系統解決方案，形成了一套成熟、實用、優質的產品體系，可以完全滿足國家、地方和企業的驗收標準。我們的系統界面包括數據中心類、采礦工程類、礦區模型類、災害預警類和儲量計算類等模塊，支持高度自定義和定制化開發。
地質保障系統框架
煤礦地質保障系統總體建設主要包括基礎資源層、存儲層、服務層和應用層四個部分，以充分滿足礦井生產需要。
地質保障系統基礎框架
多源地質數據管理功能
地質保障系統的數據包括各專題勘查數據、專業調查圖件、三維地質模型數據、動態監測數據、有關文字報告、文檔、數據文件、圖片、視頻文件等大量結構化與非結構化數據，煤礦地質保障系統所涉及的數據，涵蓋了幾乎所有的地質專業。
根據實際工作情況和數據內容，數據類型大致可分為基礎地質、礦產地質、工程地質、水文地質、環境地質、災害地質、地質資源、地球物理、地球化學、遙感地質和氣候11個一級類別。
多源原始資料數據分類表
三維地質建模功能功能
煤礦三維地質建模技術路線
煤礦三維地質建模技術路線
結構建模（幾何建模）功能
智能地質保障系統的三維地質建模軟件支持地層、煤層、斷層、褶曲、侵入體等各類地質幾何模型的構建；支持地層主輔關系和斷層主輔關系的設置。
礦井建模和工作面建模
礦井地層主輔關系設置和工作面構造主輔關系設置
鉆孔（左圖）和等高線聯合建模（右圖）
某煤礦鉆孔、地質圖、測繪、物探剖面多源融合建模
屬性建模功能
屬性建模變差函數分析和IJK剖切
高精度體元網格剖分成果
支持地質統計學插值方法建立屬性模型
三維地質模型動態更新功能
可實現根據鉆孔數據、等高線數據、采掘揭露數據動態變化對地質模型進行更新，并發布至展示平臺，滿足實際生產要求。
三維地質模型動態更新
某煤礦工作面模型動態更新后煤層頂底板高度預測誤差減小效果
WebGIS功能
WebGL渲染引擎：支持基于WebGL引擎的前端渲染機制。
Cesium三維GIS服務：支持基于開源三維Gis引擎cesium的二次開發；支持各類坐標轉換；支持發布各類GIS服務。
某煤礦坐標轉換示意
基于遙感影像和行政區域地圖，實現三維地質模型與影像和地圖的共同顯示，同時滿足傾斜攝影、遙感影像等地表模型的融合功能。
基于三維Gis平臺的影像、地圖及三維地質模型服務
三維地質模型可視化及交互模塊
三維地質模型可視化
構造模型可視化：支持三維地質結構模型可視化，展示地層、斷層、地層體、陷落柱、侵入巖、地下暗河等地質體可視化。
屬性模型可視化：支持三維地質屬性模型可視化，能夠展示不同的屬性分布。
某煤礦礦山整體地質模型
陷落柱模型（左）與屬性模型（右）
三維地質模型交互：智能地質保障系統的三維地質建模工具和系統可視化平臺均支持基于三維地質模型的剖切、挖洞、抬升、爆炸、漫游、測量及聯合可視化，并可支持剖面圖、平面圖的矢量圖導出。
建模軟件模型挖洞（左）平臺模型挖洞（右）
某煤礦模型抬升（左）與模型爆炸（右）
瓦斯、水文、火區等地質災害模型可視化：智能地質保障系統的三維地質建模工具能夠進行各類地質屬性模型的構建，包括瓦斯含量、含水層單位涌水量、含水層滲透系統、主采煤層發熱量等的屬性模型構建。
某煤礦瓦斯含量屬性模型和某煤礦各含水層單位涌水量（q）屬性模型
某煤礦含水層滲透系數（k）屬性模型和某煤礦煤發熱量屬性模型
多源信息融合可視化模塊
多源融合空間數據三維可視化：支持地下空間數據的基礎信息、關聯信息、預測信息三維可視化。
某煤礦鉆孔、井巷、工作面地質模型融合可視化
某煤礦工作面模型、豎井、巷道、工業廣場、地表影像、地質異常區融合可視化
煤礦儲量評估和管理功能
不同階段儲量評估地質模型：支持在不同階段的儲量評估。
礦山總體、保有、終了地質模型
三維儲量動態管理功能：透明地質模塊支持基于三維地質模型的煤層塊段劃分和儲量統計，可靈活設置儲量計算工具，實現原煤儲量的快速計算。
某煤礦塊段劃分及儲量計算
某煤礦工作面儲量計算公式設置
煤礦隱蔽致災因素管理和預警預報功能
平臺基于空間計算服務和三維地質模型的支持，計算獲得隱蔽致災地質體的空間信息，結合井下工程動態信息、實時監控信息，對可能的地質風險進行預警預報。
隱蔽致災因素預測預報
平臺支持基于三維地質屬性模型的隱蔽致災因素預測預報功能，通過對水文、斷層、沖刷帶、陷落柱、積水區、采空區、壓力區等不同地質災害進行相關要素的屬性建模，全方位地實現地質災害的空間分布處理，通過設置統計范圍的形式對各類地質災害進行統計，必要時可直接導出相應的災害信息。同時，該功能支持地質災害與采掘工作面的對應關系，實現地質災害信息與采掘工作面的數據聯動，起到預測預報、災害預警的作用，切實保障礦井的安全生產。
工作面掘進危險構造距離預警預報
隱蔽致災因素透明表達功能：具備瓦斯、水文、煤質、積水區、鉆孔等各類地質隱蔽致災因素的透明化表達，可實時查看采掘巷道與地質隱蔽致災因素的關系。
煤瓦斯含量分布和主要含水層單位涌水量分布
煤發熱量分布和封閉不良鉆孔
主要災害監測數據接入功能：實現了災害數據的接入，實現水文監測、礦壓監測、安全監測的數據采集，并構建基于Clickhose的大數據平臺實現災害數據圖表分析，以及數據展示。
災害監測相關數據接入
服務于采掘工程的功能
地質預測預報功能：支持采掘場景構建，支持沿采掘巷道方向或任意方向的剖切，對采掘工作面地質條件進行預測預報，輔助采掘生產。
回采工作面預測和掘進工作面預測
地質數據的共享功能：通過平臺的權限設置，實現地質數據的共享，提交任意條件組合的場景組建。
任意場景構建和發布、共享
數字孿生采掘工作面
某煤礦支架和工作面煤層地質模型
某煤礦煤礦采煤機、刮板機和煤層地質模型
