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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采

2024-02-26


本论文创新点



1.系统分析了我国冲击地压矿井分布特征、开采现状及冲击地压发展趋势,深入剖析了冲击地压矿井面临的主要开采难题。

2.从区域地应力监测反演、矿井开拓布局优化、煤柱尺寸优化、井上下联合卸压、置换充填开采、高层位离层注浆等方面,全面阐述了冲击地压矿井全生命周期防控技术发展现状。从采场应力与覆岩结构智能监测、冲击地压灾害数据库构建、冲击地压灾害分类预测预警等方面,分析了冲击地压智能防控技术的研发重点,提出了煤矿冲击地压监测预警系统组成及总体架构。从顶层设计、关键技术、智能精准解危与效果评价等方面提出了我国煤矿冲击地压煤层实现安全高效智能开采的技术路径与研发方向。

3.针对巷道冲击地压防治难题,分析了采煤工作面智能开采系统防冲原理,研发了冲击地压巷道全巷协同智能自适应抗冲击支护技术与装备,构建了冲击地压巷道智能化吸能支护防控体系。

题 目



冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采


作 者



王国法1,2,潘一山3,赵善坤4,庞义辉5,何勇华2,魏文艳2
单 位


1.中国煤炭科工集团有限公司

2.北京天玛智控科技股份有限公司

3.辽宁大学 灾害岩体力学研究所

4.煤炭科学技术研究院有限公司

5.中煤科工开采研究院有限公司


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摘   要



冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采是一项重大的产业技术难题,系统分析了我国冲击地压矿井分布特征、开采现状及冲击地压发展趋势,深入剖析了冲击地压矿井面临的主要开采难题。从区域地应力监测反演、矿井开拓布局优化、煤柱尺寸优化、井上下联合卸压、置换充填开采、高层位离层注浆等方面,全面阐述了冲击地压矿井全生命周期防控技术发展现状。针对巷道冲击地压防治难题,研发了冲击地压巷道全巷协同智能自适应抗冲击支护技术与装备,利用吸能防冲液压支架实现了正常状态对巷道围岩进行强支护、冲击过程迅速让位吸能的效果,结合支架智能运移装置、支架监测预警系统及全巷协同自适应抗冲击支护智能设计方法,构建了冲击地压巷道智能化吸能支护防控体系。分析了采煤工作面智能开采系统防冲原理,提出通过对围岩采动应力、覆岩断裂结构等进行监测分析,基于三维地质模型、大数据算法等对冲击地压发生位置、概率进行预测预警,并通过智能开采系统对液压支架的支护姿态与支护力、采煤机割煤速度等进行智能联动控制,实现采煤工作面智能开采与冲击地压智能防治。从采场应力与覆岩结构智能监测、冲击地压灾害数据库构建、冲击地压灾害分类预测预警等方面,分析了冲击地压智能防控技术的研发重点,提出了煤矿冲击地压监测预警系统组成及总体架构。从顶层设计、关键技术、智能精准解危与效果评价等方面提出了我国煤矿冲击地压煤层实现安全高效智能开采的技术路径与研发方向。









作者简介





    
王国法
院士、研究员
博士生导师
王国法,1960年生,山东文登人,中国工程院院士,研究员,博士生导师。现任中国煤炭科工集团首席科学家,《煤炭科学技术》《智能矿山》杂志主编,煤矿智能化创新联盟理事长兼技术委员会主任。被评为全国劳动模范、中央企业劳动模范、国家有突出贡献中青年专家、国务院政府特殊津贴等荣誉称号,获全国杰出工程师奖、孙越崎能源大奖、国务院政府特殊津贴等,是我国煤炭高效综采技术与装备体系的主要开拓者之一。




研究方向




煤矿综合机械化开采、工作面支护技术与装备、智能化开采基础理论

主要成果


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;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;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;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;主持了煤矿支护设备标准体系的建设,负责起草液压支架国家和行业标准十几项。获得国家科技进步一等奖1项、二等奖4项、三等奖1项,省部级科技进步奖30余项,出版专著6部,发表高水平学术论文100余篇,第一发明人发明专利20余项。


引用格式





王国法,潘一山,赵善坤,等.冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采[J].煤炭科学技术,2024,52(1):1−14.

WANG Guofa,PAN Yishan,ZHAO Shankun,et al. How to realize safe-efficient-intelligent mining of rock burst coal seam[J]. Coal Science and Technology,2024,52(1):1−14.



END

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审       核常   琛


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