（一）

地质保障解决方案

①

地质勘探技术（NEMV）

NEMV技术是由我公司主导，与中国地质科学院地球物理地球化学勘查研究所、西安理工大学等联合研发。是基于地球天然脉冲电磁场、固体物理学中的晶格动力学-晶格波的声子理论而研发，是全新的高科技物探方法。该技术利用无人机搭载电磁脉冲信号接收设备，勘探深度随飞行长度延深，采样间隔最大0.2秒，精确率可达厘米级。并借助海量信息的大数据分析建立目标区域的三维动态地质模型，从而给矿山智能化、透明化、可视化开采提供完整的地质保障系统解决方案。
①提供目标区域内的各种地质状况，实现该区域内的煤层顶底板、煤厚、断层、水文、陷落柱、岩浆侵入、火烧区边界、褶皱、瓦斯积聚压力异常区的三维地质模型展示。
②提供目标区域内的所有断距大于3米的断层位置、走向，准确率达到80%以上；明确目标区域内断距小于3米断层异常点位。
③探查目标区域内的水文状况，确定导水通道，赋水区域等； 
④提供目标区域内的1：2000煤层底板等高线图、可采煤层等厚线图、接续回采工作面底板等高线图。 
⑤提供目标区域内煤层开采面超高精度断面图与剖面图，煤层顶底板变化精准探知。
⑥提供目标区域内应力异常点图，以解决该区域内的冲击地压、瓦斯突出、瓦斯抽放的问题。

②

勘探设备

NEMV技术由硬件系统和软件系统组成，硬件系统包括探头（矢量电磁信号接收系统）、信号处理器、定位器和记录仪，总重量1公斤，其中矢量电磁信号接收系统,主要由接收传感器及主机组成，包含卫星定位及RTK设备；软件系统是集科学算法、人工智能、可视化和层析成像为一体的，地质被动源电磁脉冲信号快速成像分析系统。根据勘探目的不同，可研发不同型号，并不断优化更新设备。

③

勘探作业标准体系

参考国家关于各种物探方法及测量方法的相关规范标准，公司制定了《NEMV勘探技术规范》，对勘探作业所需资质和人员架构进行了设置，保证了勘探作业的有效性和准确性。

④

地质数据处理系统

地质数据管理系统以NEMV技术的多源、异构数据体为主体，其他地质信息为辅，进而形成一套集地质资料收集、管理、挖掘、支撑服务及在线制图服务等为一体的智慧应用管理系统。其中依托地质数据库进行大数据、云计算的“智能修正系统”以及“特征定义系统”，形成了自主学习、自主控制的高度智能系统。

⑤

地质保障可视化管理系统

将埋藏在地表以下的矿山实体及其状态基于地理空间位置构建，同时接入与集成相关的所有信息，实现矿井之间生产过程自动化，企业管理信息化、信息管理集约化、安全管理智能化。达到施工数据数字化传输与管理，井下安全生产与动态开采过程自动监测，采掘工程、地质环境、采掘状态的动态关联。

智能化管控系统接口协议

公司的地质保障解决方案拥有各种标准接口和非标准接口，实现与智慧矿山、智能工作面系统各子系统的信息转化和数据实时传输功能。支持TCP/IP通信协议来通信，并有能力在同一网络上通过通信接口与OPC、BACnet/LonWorks、MODBus和SNMP等不同通信接口协议通讯，可以读取各类符合标准的开放式数据库，为煤矿生产提供直接的数据支持。

（二）

基于NEMV的煤田SGIM系统

①

概要

       煤碳是我国工业的支柱性产业，作为二十大报告中唯一提到的具体能源品类。在新发展形势下，实体经济与新一代信息技术深度融合已成为经济发展的主流模式，传统煤炭行业正经历着新的考验。
       煤炭是我国最重要的能源板块，随着国家工业化建设对能源需求的不断增加以及对环保、安全生产的要求日益提高，如何实现煤炭行业的数字绿色低碳转型，加强对煤炭清洁高效利用，保障国家能源产业链供应安全成为当前最大课题之一。数字化信息模型系统的建立不仅能够安全高效地实现煤炭精准化开采，而且能够为国家工业化建设做好基础能源供应，保证国家能源安全。
       自2016年，国家发展改革委、国家能源局发布《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》后，叠加双碳目标驱动的供给侧结构化改革，我国煤炭行业数字化转型走上了快车道，自2020年国家发改委、国家能源局等八部门联合印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》后，覆盖上游规划设计、中游采掘填充、下游运输的全煤炭产业链智慧化加速部署实施。煤矿智能化建设的终极目标是数字化转型，未来煤矿会由“开采煤炭”向“数据高效应用”转化。
       煤炭行业大部分矿山企业，目前已经基本实现了自动化监控、生产管控，以及经营管控相关的系统建设。但是我国煤炭行业整体数字化、智能化、可视化程度仍比较低，传统人工模式在作业中依旧占据主导地位，至今未实现无人化工作面的设计要求，甚至未能达到减人增效的目的。基于上述问题，我们提出了“SGIM”系统方案。

②

智慧地质信息模型SGIM

       智慧地质信息模型SGIM（Smartization Geological information model），给区域地质物质建立动态的信息库，为其建立可视化、可应用的模型数据。
       该系统通过NEMV航空勘探，NEMV地面矩阵，NEMV井下终端相结合的全方位部署，可以实现真正意义上的实时地质信息勘测和分析，为煤田生产和服务提供动态数据和视野。

该系统有两个核心功能：
一、通过智能地质报告系统，输出从整体到局部，从历史到未来的，定制化勘探分析成果。
二、通过动态可视化交互系统，实现可视化、可交互的地质模型、模拟演练和数据分析。也就是说在这套系统里可以同步工程作业进度，完成一次工作面的模拟开采，所有过程数据化，对实际生产有极大的指导意义。

       根据勘探、开发、作业、财务、管理等各类人员的需要对数据采集、数据处理、地质解释、输出成果集成化至相应的数据接口，包括智能工作面集控系统、地质异常监控系统、地质灾害预警系统等，以信息技术，包括计算机硬件、软件、存储技术、通讯和网络技术为基础，通过数据、资料的实时传输收集、存储、组织、检索和应用,建立起相应的地质信息模型（SGIM-Smartization geological information model），提供实时的数据采集及实验，实现各项数据“动态可视化”以满足各方面的需要，有效支持多学科工作组的计划、管理、决策和控制。

③

应用价值

       利用SGIM系统的井下NEMV终端对裂缝的感知能力以及其他应力变化的异常反应，设置预警阈值，结合地质专家、工程力学专家利用神经网络或人工智能型软件，对NEMV数据开展训练和学习，实现对煤层变化、顶板垮落以及煤层顶底板应力的动态监测和超前预测。在此基础上结合AR技术，实现对目标区域的开采、掘进预演。

       如上图所示，可任意在矩阵面调用一条直线实时生成NEMV剖面，可根据需要获取某一面元下的动态三维地质模型-三维+时间的四维地质模型。利用SGIM系统对开采、掘进前方可能存在的地质构造、断层、水患、顶板应力等隐患作出预判，结合大数据、人工智能实现安全开采以及模拟逃生的预演，做到中长期合理的资源调配计划，实现每个工作环节的工作效率优化，大量节省了生产成本、资源。

④

总  结

       SGIM系统的建立将原来的信息系统建设转变为新一代信息技术，如5G、AI、大数据、物联
网等与煤炭企业业务领域融合发展。搭建的大数据平台及云服务系统，将逐步实现数据综合集成、治理，建设数据主题库、知识库，形成数据资源池，并将以数据作为核心要素，以数据闭环的核心驱动，提升经营管控、科学决策和抗风险能力。为生产综合管理、决策等提供数据支撑。煤炭企业的自动化、信息化、智慧化建设，将逐步向智慧型、数字型企业转变；煤炭行业的挖掘开采将由人机并用向无人生产转变；矿山管理将由人工化向智慧化转型。该系统的建立有效加快了数字化转型步伐。
       由榆北煤业实施的SGIM系统将对中国煤炭产业做出巨大贡献！