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作者
王国法 张建中 刘再斌 庞义辉
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单位
中国煤炭科工集团有限公司煤炭科学研究总院有限公司天地科技股份有限公司北京技术研究分公司中煤科工西安研究院（集团）有限公司中国煤炭地质总局
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摘要
本文分析了当前我国煤炭资源绿色开发面临的新形势和新要求，提出了煤炭资源绿色开发复杂巨系统数智化技术体系，以绿色开发模式为目标，以地质透明化为基础，将煤矿全要素数字化，完成煤矿所有信息的精准实时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化运行和智能化服务的数字化智慧体，融合一系列数智化关键技术实现煤炭资源绿色智能柔性开发与管控模式；提炼“数智开采”技术，研发了数字煤矿智慧逻辑模型、复杂变形条件下“采场-装备”双动态系统耦合分析模型、开采设备群健康状态评估与剩余寿命预测模型等关键技术，提出了智慧逻辑模型框架下的开采系统智能化控制方法，智能开采复杂场景综采设备群姿态识别方法、全局最优规划策略及协同控制方法、设备健康状态识别与故障诊断方法；诠释“透明地质”概念，提出了透明地质保障技术路径，研发了精细物探与钻探、围岩条件动态监测、多源高精度数据采集、多源异构数据融合解译等地质透明化技术，创新了静态地质建模、动态地质建模、工作面精准地质保障、多源地质数据解译融合、多属性动态高精度建模、地质信息同步映射、矿山信息模型等地质数字化技术，分析了“透明地质”技术在地下资源开发地质构造探明程度、揭示煤岩物理力学性质、“三场”变化、隐蔽致灾因素预测等应用价值；分析了绿色开采技术，包括绿色减沉与保水开采技术和井上下协同治理与生态修复技术；文中围绕3方面技术进行了案例解析，展望当前形势下，需亟待加速数据驱动下煤炭资源绿色开发与管理变革转型，推动煤炭行业高质量发展进入新阶段。
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关键词
绿色矿山煤矿智能化智能开采绿色开采地质探测地质建模透明地质
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文章目录
0 引言
1 煤炭绿色开发新形势和新要求
1.1我国能源供应链安全形势严峻
1.2“双碳”与ESG理念变革煤炭开发模式
1.3 煤矿智能化向高级智能绿色发展
2 煤炭绿色开发数智化技术体系
2.1技术体系内涵
2.2技术体系架构
3“数智开采”技术进展
3.1.数字煤矿智慧逻辑模型
3.2“采场-装备”双动态系统耦合分析模型
3.3复杂场景综采设备群全位姿识别技术
3.4基于二次积分模型的全局最优规划策略及协同控制技术
3.5开采装备群状态评价与预知维护技术
4.“透明地质”技术进展
4.1透明地质保障定义及内涵
4.2透明地质保障实现路径、技术与价值
4.2.1地质透明化技术进展
4.2.2地质“数字化”技术进展
4.2.3“透明地质”创新应用场景
5.“绿色开采”技术进展
5.1绿色减沉与保水开采技术
5.2井上下协同治理与生态修复技术
6应用实例
6.1陕煤集团神木柠条塔煤矿
6.2国家能源集团乌海矿区
6.3国能神东榆家梁煤矿
7 结语
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引用格式
王国法,张建中,刘再斌,等.煤炭绿色开发复杂巨系统数智化技术进展[J/OL].煤炭科学技术,1-16[2024-11-19].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20241016.0911.001.html.
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