支持约束下煤层底板高程拟合的三次B样条复合曲面方法

本文探讨了地层产状及高程约束条件下煤层底板高程曲面的最佳拟合方法。研究者提出了一种创新的模型构建策略，结合了三次B样条复合曲面技术，旨在提高煤层底板高程预测的精度和准确性。这种方法假设地质表面由多个规则排列的数学曲面组成，并赋予它们不同的权重，这有助于模拟地质结构的复杂性。 关键步骤包括使用三次B样条曲面函数作为核函数，这种函数因其平滑性和连续性，能够有效地逼近实际的地质形态。研究人员将钻孔数据和矿井地质数据（包括地层产状信息，如倾向和倾角，以及测量的高程点）作为约束条件，这些数据是确定曲面形状和位置的重要依据。通过优化核函数的权重系数，该方法能够在满足曲面光滑性的前提下，确保其与实地测量数据的高度一致性。 该研究将理论转化为实践，开发了一套计算机程序，并成功应用到淮北矿业集团祁南煤矿81采区6煤组的煤层底板高程估算中。实验结果显示，这种方法能够有效地捕捉煤层底板的复杂变化，提供了一种精确的高程预测模型，从而对于矿井开采规划、地质灾害评估和矿产资源管理具有重要的实际价值。 总结来说，本文的核心贡献在于提出了一种有效的数值模型，通过地层产状和高程的双重约束，实现了煤层底板高程曲面的高效拟合，提升了地质工程中的数据利用效率和模型准确性。这一成果对于煤炭行业的可持续发展和安全开采具有显著的推动作用。