本文分析了当前冲击地压煤层开采过程中存在风险量化难、预警准确性低、防治难度大及防冲与智能化开采系统难以匹配等问题。提出了冲击地压煤层智能安全开采的技术路径,通过统筹考虑矿井工程地质、开采设计、区域卸压、监测监控、开采装备等的基础上,形成矿井采掘工程源头防冲,过程减冲,系统无冲的防冲技术链、减灾工程链。通过构建融合静态地质、动态监测、工况环境、人员定位、生产组织、历史数据等信息的大数据分析模型,实现冲击地压风险的智能精准感知与预警。开发融合防冲决策信息的智能开采控制系统,将风险感知、防冲预警、智能开采相结合,通过采掘工程的自优化与控制实现自卸压、低扰动、缓释放的柔性智能开采。实现工程致灾向工程防灾、工程减灾的转变,最大限度实现减冲、无冲,有助于将大量深部煤炭资源由冲击风险产能向安全产能、先进产能内在基因的转变。
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冲击地压煤层智能开采关键技术研究与实践
祁和刚1,夏永学2,智宝岩6,秦子晗2,程健3,王凯4,王书文5,王宾昌6,杨光宇2
煤炭科学研究总院
中煤科工开采研究院有限公司
煤炭科学研究总院矿山人工智能研究院
北京天地玛珂电液控制系统有限公司
中国中煤能源集团有限公司
中煤陕西榆林大海则煤业有限公司
如何实现深部冲击地压煤层智能安全高效开采是煤炭开采面临的一项重大工程技术难题。该问题的核心内涵在于冲击地压煤层开采的智能化、无人化和本质安全化,通过煤岩冲击风险的智能精准感知与预警,以及采掘工程的自适应与自优化,形成智能防冲控采技术,实现由工程致灾向工程防灾、工程减灾的根本转变。通过开采源头设计、顶板区域压裂、局部靶向治理、强化巷道支护等措施为冲击地压煤层安全高效开采创造低应力环境和巷道安全空间。在此基础上,开发融合静态地质、动态监测、工况环境、人员定位、生产组织、历史数据等信息的大数据分析软件平台,以及融合冲击地压决策信息的智能化开采控制系统,将防冲信息源转化为智能开采控制源,形成了“低压快推,中压慢采,高压停产”的柔性智能推采新模式。通过现场应用表明,在智能防冲控采区,工作面及巷道矿压显现程度更小,煤岩能量释放更稳定,有利于冲击产能的合理释放。
祁和刚
教授级高工
祁和刚(1959—),上海市人,教授级高工,中国矿业大学兼职教授。曾任中国中煤能源集团有限公司总工程师,中煤能源股份公司副总裁,中煤能源技术研究总院院长,中国煤炭学会副理事长。现任中国煤炭科工集团有限公司科学技术委员会顾问委员,特聘专家,清华大学互联网产业研究院顾问委员。
煤炭安全绿色智能开采技术与管理
长期从事采矿工程、技术研究和战略规划等工作。主持和参与国家863、科技支撑计划项目以及国家级科技项目十余项,获得国家科技进步二等奖1项,省部级科技进步奖三十余项,出版专着3部。先后获得全国优秀科技工作者、孙越崎能源大奖、全国杰出工程师奖,煤炭工业突出贡献专家、享受国务院政府特殊津贴。
引用格式
祁和刚,夏永学,智宝岩,等. 冲击地压煤层智能开采关键技术研究与实践[J]. 煤炭科学技术,2024,52(9):111−123.
QI Hegang,XIA Yongxue,ZHI Baoyan,et al. Engineering application and demonstration of intelligent mining control technology for rockburst coal seam[J]. Coal Science and Technology,2024,52(9):111−123.
责任编辑 | 朱恩光
设计整理 | 李 莎
审 核 | 常 琛