“王国法院士学术思想”专题_中国煤炭行业知识服务平台

“王国法院士学术思想”专题

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王国法，1960年8月1日出生于山东省文登县，男，山东文登人，煤炭开采技术与装备专家。中共党员，1982年1月毕业于山东工学院(现山东大学)机械系，1985年东北工学院(现东北大学)硕士研究生毕业，现任中国煤炭科工集团(煤炭科学研究总院)首席科学家。

长期从事煤炭高效综采理论、技术与装备体系的研究。20世纪80年代中期，开始参与了我国煤炭综采技术和装备引进、消化、国产化研制和试验的全过程。90年代初，主持创新研发了新型高效低位放顶煤液压支架和系列高效综采关键技术装备;首次提出了液压支架与围岩“强度耦合、刚度耦合、稳定性耦合”的“三耦合”原理和设计方法;主持设计研发了世界最大采高的8.2m超大采高综采和20m特厚煤层综放、世界最小采高的0.6~1.3m薄煤层智能化综采和最大倾角的55°大倾角综采等系列技术与装备;主持的黄陵一矿智能化开采总体设计项目，首次实现常态化工作面有人巡视、无人操作的智能化采煤，获得中国工业大奖;主持建立了我国综采和液压支架技术标准体系，实现成套技术完全国产化，研发的产品出口到世界主要产煤国家，主要技术指标达到国际领先水平。主持和参与完成了各类国家研发项目和省部级研发项目60余项，其中获国家科技进步一等奖1项、二等奖4项和三等奖1项，30余项成果获省部级科技进步奖;出版专著6部，发表论文100余篇，第一发明人发明专利20余项。获得全国杰出工程师奖、孙越崎能源大奖等，2015年被评为全国劳动模范。

2017年当选中国工程院院士。

行业视野: 院士
类别; 276个
关键词; 134位
专家; 81篇
论文; 144216IP
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煤矿智能化基础理论体系研究

作者(Author)：王国法, 任怀伟, 马宏伟, 马英, 曹现刚

摘要：煤炭是我国主体能源，是国家能源安全的压舱石。2020年，国家能源局、国家矿山安全监察局等八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，数字煤矿及智能化开采技术成为当前煤矿开采领域研究的热点问题。随着开采装备状态、安全监测监控等更广泛、更深入的信息不断融入，形成了一系列信息化、数字化矿山模型与技术；然而，在上述信息及数据的相互关联关系方面，一直没有形成统一、有效的数据模型、控制方法等，因而智能化煤矿基础理论体系目前仍然不够清晰、完善。同时，随着开采深度、煤层条件复杂性的日益增加，智能开采环境状态的不清晰、装备空间信息不精确、控制方法不适合等问题日益突出，若不能从系统级开展多种技术、数据的融合集成，必将导致掌握信息不完全、信息流混乱、层次不清晰、数据利用效率低、缺少智能决策依据等问题无法从根本上提升煤矿的开采水平、生产效率及人员与设备安全保障水平。

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智能矿山

2023年第02期

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中国煤炭开采技术及装备50年发展与创新实践——纪念《煤炭科学技术》创刊50周年

作者(Author)：王国法, 杜毅博, 徐亚军, 任怀伟, 张德生, 庞义辉

摘要：回顾《煤炭科学技术》杂志推动和见证中国煤炭开采技术及装备50年发展与创新实践的发展概况，阐述从煤矿机械化到煤矿智能化的创新历程并重点分析采煤机装备技术研发支撑煤炭开发工艺变革，综述煤矿装备智能化迭代发展并提出煤矿装备智能化发展思路。煤炭开采技术历经炮采、普通机械化开采、综合机械化开采、智能化开采4次重大技术变革，实现了煤炭生产力的巨大进步。采煤机装备研发支撑煤炭开发工艺变革，液压支架支护理论、设计方法、支架架型结构和制造技术的创新支撑实现我国液压支架产品由低端到高端的突破；采煤机制造工艺、机型适应性和监控系统等短板技术攻坚取得重大进展，采高0.8～9.0 m全系列采煤机满足我国煤矿高效生产要求，智能化水平不断提升；大运量长运距工作面刮板输送机关键技术不断突破，450 m超长工作面大运量刮板输送机可靠运行，智能变频一体机传动代替传统CST等传动，节能近30%；大运量带式输送机永磁直驱、芳纶带和无基础带式输送机结构等技术创新具有节能、可靠和智能的显著优势；电液控制和无人化智能开采控制技术快速发展，国产化SAC型液压支架电液控制系统、SAM型工作面自动化系统和SAP型智能供液系统广泛应用；“掘锚一体机+锚运破+大跨距转载”掘锚一体机系统、悬臂式掘锚护一体机+临时支护系统和TBM全断面硬岩掘进系统，解决了采掘失衡难题；智能变频节能传动支撑矿山节能，采煤机装备全面国产化创新与智能制造能力快速提升，研发的30多种煤矿机器人在陕煤柠条塔煤矿集群应用，取得良好效果。煤矿智能化技术快速迭代发展，分析了煤矿数据流分类与关联，提出了煤矿智能化总体技术架构与“分级抽取-关联分析-虚实映射”的数据处理基础理论，综述了煤矿智能化系统耦合与迭代开发进展以及煤矿智能化技术标准体系建设进展，提出包括构建以“煤智云”为基础的数据价值生态，推进复杂条件智能开采工艺与装备及煤矿机器人集群研发，建设系统智能与人文智慧融合的煤矿智慧生态的煤矿智能化发展思路，为企业高质量发展指明了技术方向。

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煤炭科学技术

2023年第01期

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煤矿无人化智能开采系统理论与技术研发进展

作者(Author)：王国法, 张良, 李首滨, 李森, 冯银辉, 孟令宇, 南柄飞, 杜明, 付振, 李然, 王峰, 刘清, 王丹丹

摘要：提出以矿井物联网和先进传感等通信方式为支撑环境，构建“ 感知、传输、决策、执行、运维、监管”六维度智能开采控制系统;基于此系统架构，提出无人化智能开采控制技术路线和系统方案;最后，对煤矿无人化智能开采系统的理论和技术研发最新进展进行了详细论述。利用双光谱热红外摄像及图像增强技术，解决综采工作面生产工况条件下的视觉监控透尘问题;提出多目视频帧图像融合和全景视频拼接技术，解决工作面大视角覆盖以及实时无死角视频监控问题;利用三维颜色查找法，解决增强算法在质量和实时性难以满足井下视觉测量任务的问题。工作面设备自适应控制进一步发展:构建精准三维地质模型，进行开采预测和模型动态修正，为智能开采提供精准地质保障;结合采煤机截割模板修正技术、工作面多源信息融合智能控制技术，规划采煤机割煤路线;利用新一代信息技术，实现高质量的视频传输，满足智能控制及感知设备的无线接入;利用远距离液压保障技术，在有限开采空间内减轻检修强度、增加安全性。在行业当前普遍采用的“工作面内自动控制+远程干预模式” 的智能化开采技术基础上，提出了新一代无人化智能采煤控制技术方法，设计了“ 井上智能决策、井下自动执行、面内无人作业” 的智能无人开采模式;提出聚焦“ 一网到底” 的网络型控制系统、基于透明地质的采煤机自主规划割煤技术、云台摄像机自动跟机视频技术以及基于一体化操作座椅的地面远控平台等关键技术的研发，并应用于黄陵一矿 627 智能化工作面，实现工作面 1 人巡视，采煤机自主规划截割，地面 2 人远程辅助控制的常态化生产。

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煤炭学报

2023年第01期

508

3896
煤矿无人化智能开采系统理论与技术研发进展

作者(Author)：王国法, 张良, 李首滨, 李森, 冯银辉, 孟令宇, 南柄飞, 杜明, 付振, 李然, 王峰, 刘清, 王丹丹

摘要：本文提出以矿井物联网和先进传感等通信方式为支撑环境，构建“感知、传输、决策、执行、运维、监管”六维度智能开采控制系统；基于此系统架构，提出无人化智能开采控制技术路线和系统方案；最后，对煤矿无人化智能开采系统的理论和技术研发最新进展进行了详细论述。利用双光谱热红外摄像及图像增强技术，解决综采工作面生产工况条件下的视觉监控透尘问题；提出多目视频帧图像融合和全景视频拼接技术，解决工作面大视角覆盖以及实时无死角视频监控问题；利用三维颜色查找法，解决增强算法在质量和实时性难以满足井下视觉测量任务的问题。工作面设备自适应控制进一步发展：构建精准三维地质模型，进行开采预测和模型动态修正，为智能开采提供精准地质保障；结合采煤机截割模板修正技术、工作面多源信息融合智能控制技术，规划采煤机割煤路线；利用新一代信息技术，实现高质量的视频传输，满足智能控制及感知设备的无线接入；利用远距离液压保障技术，在有限开采空间内减轻检修强度、增加安全性。在行业当前普遍采用的“工作面内自动控制+远程干预模式”的智能化开采技术基础上，提出了新一代无人化智能采煤控制技术方法，设计了“井上智能决策、井下自动执行、面内无人作业”的智能无人开采模式；提出聚焦“一网到底”的网络型控制系统、基于透明地质的采煤机自主规划割煤技术、云台摄像机自动跟机视频技术以及基于一体化操作座椅的地面远控平台等关键技术的研发，并应用于黄陵一矿627智能化工作面，实现工作面1人巡视，采煤机自主规划截割，地面2人远程辅助控制的常态化生产。

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煤炭学报

1000

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王国法院士：煤矿智能化创新团队建设与关键技术研发进展

作者(Author)：王国法, 富佳兴, 孟令宇

摘要：研究提出了持续推进煤矿智能化建设、提高技术装备保障能力的9个重点突破方向。

437
煤矿智能化创新团队建设与关键技术研发进展

作者(Author)：王国法, 富佳兴, 孟令宇

摘要：分析了我国煤矿智能化建设存在的突出技术短板，提出了智能化系统设计、信息基础设施、智能地质保障、智能采掘运、智能安全预测预警、智能供电及智能水务、智能洗选、智慧园区、智能化露天煤矿、智能建井、智能设备及机器人、应急救援及监管监察等12个创新研发方向，组建了46个煤矿智能化优势创新团队，形成了煤矿智能化创新最强阵容。建立了创新链与产业链的目标协同、组织协同、知识协同和业务协同模式，依托136个省级以上实验平台，在煤矿智能化重要技术方向上率先取得一批创新成果，为我国煤矿智能化建设提供了技术支撑。提出了持续推进煤矿智能化建设、提高技术装备保障能力的9个重点突破方向：持续构建煤矿智能化支撑技术体系，加快构建煤矿智能化技术标准体系及建设效益评价体系，加快推进煤矿智能化“煤智云”研究应用，开发大采高放顶煤智能开采工艺成套装备，加强智能快速掘进技术及装备研发，开发高可靠高稳定的矿用智能传感器，加快煤矿机器人集群关键技术研发，加快构建智能洗选成套装备及工艺包开发，强化露天煤矿智能化工艺先进成熟与核心装备稳定高可靠。

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工矿自动化

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矿山智能化建设的挑战与思考

作者(Author)：王国法, 庞义辉, 任怀伟, 张建中等

摘要：矿业是人类经济社会发展中不可替代的基础产业，矿山开发建设是矿业发展的中心任务，现代矿山建设是需要高科技支撑的产业，建设智能矿山是世界矿业发展的大趋势。新技术革命促进矿业向绿色、安全、智能、高效转型，推动全球矿业价值链转变，倒逼矿业领域改变传统的高强度作业方式，从业人员不足也倒逼矿业实现少人化无人化生产。5G、大数据、人工智能、区块链、物联网、遥感探测等新技术与矿业开发技术进行深度融合，为矿山数字化、智能化运行奠定了坚实基础。我国是世界采矿大国，矿山开发建设与工程技术水平已处于世界前列，矿山智能化建设已成为新时期我国矿业高质量发展的主题，近年来我国煤矿智能化建设取得了显著成效，为全面推进矿山智能化建设提供了可借鉴的经验。

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智能矿山

2022年第10期

1490

1050
基于煤矿时空多源信息感知的智能安控闭环体系

作者(Author)：王国法, 庞义辉, 李爽, 申凯

摘要：总结了我国煤矿综合机械化发展40 多年来安全技术取得的巨大进步和成效,分析了当前煤矿安全面临的挑战。将新一代信息技术与煤矿安全技术深度融合,提出了煤矿矿井时空信息感知和智能闭环安控系统逻辑与总体技术架构。分析了传统接触式传感与非接触式传感技术的优缺点及其在煤矿安全监测系统中的应用,剖析了新型智能传感技术特点及发展方向,提出了基于多种传感技术融合的矿井时空多源信息感知及协同控制技术路径。通过瓦斯、火灾、水灾、冲击地压等灾害全时空信息反馈技术创新,开发基于信息反馈的多种灾害综合闭环管控技术,实现煤矿总体安全态势的超前预测及分区、分级超前预警。系统阐述了智能化双重预防体系架构及其特点,分析了智能化双重预防体系的风险隐患控制逻辑与关键技术。思考能源革命中煤矿安全观的变革,提出了煤矿全方位安全观、煤矿智能化对煤矿安全的革命性影响和摒弃“百万吨死亡率”指标。

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矿业安全与环保

2022年第04期

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