本发明涉及煤矿开采，具体涉及一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统。
背景技术：
1、我国大部分煤矿的地质构造和煤层结构比较复杂，回采工作面常常会遇到截割坚硬岩石(断层或硬夹矸)而影响正常回采。断层或硬夹矸的存在对综采工作面产量和效率均会造成较大影响，增大现场管理难度，同时导致机具磨损大、成本增高、设备损坏严重、工效降低、煤质下降以及施工质量变差等问题。
2、目前，国内针对工作面过断层通常采用调整采高法、平推硬过法、调斜工作面法、放震动炮法、预掘巷道法、跳采、综合法等通过断层。而针对煤层中的硬岩夹矸国内外主要采用优化采煤机参数、深孔松动预裂爆破等技术手段，对硬岩夹矸进行弱化，提高工作面推进效率。
3、然而上述单一的方法的适用性和效果会受具体的地质条件、煤层特性以及技术水平等因素影响，如何选择合适的方法需要综合考虑多种因素，并根据实际情况进行调整和优化，因此，需要设计一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，以针对不同地质条件提出相应的开采工艺和具体实施方案，提高工作面推进效率并降低开采成本。
技术实现思路
1、针对上述技术问题，本发明公开了一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，该系统可以采集矿井断层及夹矸赋存情况，自动设计工作面高效过断层及夹矸的开采方案，提高工作面推进效率，延长采煤机刀具的使用寿命，提高工效，节约成本。
2、根据本发明的目的提出的一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，包括地质信息处理系统、智能决策系统和工作面高效开采方案设计系统；
3、所述地质信息处理系统用于采集和处理矿井地质资料生成工作面三维地质模型，并获得工作面中断层及夹矸的赋存条件；
4、所述智能决策系统用于根据断层及夹矸的赋存条件决定工作面过断层及夹矸的开采工艺；
5、所述工作面高效开采方案设计系统用于在确定开采工艺的条件下生成技术实施方案，并利用数值模拟的方法对生成的技术方案进行模拟、对比和验证，最终确定施工采用的实施方案。
6、优选的，所述地质信息处理系统通过矿井钻孔数据、工作面地质素描资料生成工作面三维地质模型，并获得工作面中断层及夹矸包括岩石类型、位置、厚度、延展长度及落差在内的赋存条件。
7、优选的，所述智能决策系统根据夹矸的岩石类型、厚度、相对于煤层的位置，把煤层夹矸分为12种不同的情况；所述智能决策系统根据断层的岩石类型、落差和揭露位置将断层分为12种不同的情况。
8、优选的，所述智能决策系统根据分类后不同的断层及夹矸的赋存条件，提出相对应的开采工艺：
9、①当煤层中含有一层或两层厚度小于500mm的薄夹矸时，无论夹矸层位于煤层上部、中部或底部及夹矸类型是否为硬夹矸，采煤机均直接截割夹矸；
10、②当煤层夹矸为单轴抗压强度小于60mpa的软夹矸时，无论夹矸层位于煤层上部、中部或底部及夹矸厚度，采煤机均直接截割夹矸；
11、③当煤层中含一层或多层单轴抗压强度大于60mpa硬夹矸且厚度大于500mm时，无论夹矸层位于煤层上部、中部或底部，采用松动预裂爆破弱化夹矸强度；
12、④当断层落差h<1.8m且岩石为软岩，无论断层位置处于巷道或工作面，工作面采取调整采高的方法过断层；
13、⑤当断层落差h<1.8m且岩石为硬岩，无论断层位置处于巷道或工作面，工作面采取浅孔爆破的方法过断层；
14、⑥当断层落差满足1.8m<h<10m，根据断层位置选择不同的过断层方案：当断层靠近巷道时，采用巷内深孔和工作面中深孔预裂爆破的方法过断层；当断层位于工作面中部时，采用工作面深孔预裂爆破的方法过断层；
15、⑦当断层落差h>10m，若断层位于工作面中部，判断工作面无法继续开采，需要通过跳采的方式绕过断层；若断层位于工作面两端时，可在煤层走向方向沿断层边界开掘一条巷道用来代替原断层影响范围的回采巷道段，同时在倾向方向沿断层边界掘出一条巷道来使新掘进的走向巷道与原回采巷道贯通，将断层区域绕过后继续开采。
16、优选的，所述工作面高效开采方案设计系统所设计的实施方案主要包括采用的爆破方式、位置、炮孔间距、孔径、孔深、孔倾角、装药量、堵塞长度、炸药类型在内的实施参数。
17、优选的，所述工作面高效开采方案设计系统通过收集包括推进速度、截齿损耗、孔径、孔深、孔间距、装药量在内的现场爆破数据，将数据进行筛选处理后，利用遗传算法构建深孔爆破参数优化模型，以工作面推进速度为优化目标，通过迭代寻求最优爆破参数，对深孔预裂爆破参数进行实时优化。
18、与现有技术相比，本发明公开的一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统的优点是：
19、本发明通过矿井钻孔数据、工作面地质素描等资料生成工作面三维地质模型，对断层及夹矸的赋存条件进行分类，并针对不同地质条件提出相应的开采工艺，同时利用数值模拟等方法生成工作面高效过断层及夹矸施工实施方案，实现工作面安全高效过断层及夹矸，能够有效提高工作面推进效率，保证工作面过断层及夹矸过程中的安全性，保障矿井安全高效开采。
1.一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，其特征在于，包括地质信息处理系统、智能决策系统和工作面高效开采方案设计系统；
2.根据权利要求1所述的一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，其特征在于，所述地质信息处理系统通过矿井钻孔数据、工作面地质素描资料生成工作面三维地质模型，并获得工作面中断层及夹矸包括岩石类型、位置、厚度、延展长度及落差在内的赋存条件。
3.根据权利要求1所述的一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，其特征在于，所述智能决策系统根据夹矸的岩石类型、厚度、相对于煤层的位置，把煤层夹矸分为12种不同的情况；所述智能决策系统根据断层的岩石类型、落差和揭露位置将断层分为12种不同的情况。
4.根据权利要求3所述的一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，其特征在于，所述智能决策系统根据分类后不同的断层及夹矸的赋存条件，提出相对应的开采工艺：
5.根据权利要求1所述的一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，其特征在于，所述工作面高效开采方案设计系统所设计的实施方案主要包括采用的爆破方式、位置、炮孔间距、孔径、孔深、孔倾角、装药量、堵塞长度、炸药类型在内的实施参数。
6.根据权利要求5所述的一种工作面高效过断层及夹矸的智能决策系统，其特征在于，所述工作面高效开采方案设计系统通过收集包括推进速度、截齿损耗、孔径、孔深、孔间距、装药量在内的现场爆破数据，将数据进行筛选处理后，利用遗传算法构建深孔爆破参数优化模型，以工作面推进速度为优化目标，通过迭代寻求最优爆破参数，对深孔预裂爆破参数进行实时优化。
