千万吨级综放工作面智能化放煤理论及关键技术

• Published in: 煤炭科学技术 Vol. 52; no. 9; pp. 48 - 67
• Main Authors: 于斌, 邰阳, 徐刚, 李勇, 李东印, 王世博, 匡铁军, 孟二存
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044%重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室,重庆 400044 01.09.2024; 晋能控股煤业集团有限责任公司技术中心,大同山西 037000%天地科技股份有限公司开采设计事业部,北京 100013%河南理工大学能源科学与工程学院,河南焦作 454000%中国矿业大学机电工程学院,江苏徐州 221008%晋能控股煤业集团有限责任公司技术中心,大同山西 037000%中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院,北京 100083
• Subjects: 综合决策; extra-thick coal seam; 智能化; 远程控制; coal-gangue identification; remote control; 煤矸石识别; 特厚煤层; intelligent; comprehensive decision-making
• ISSN: 0253-2336
• DOI: 10.12438/cst.2024-0880

TD823; 针对综采放顶煤工作面在智能放煤理论、智能感知与识别关键技术、智能放煤综合决策技术和远程放顶煤智能控制技术方面存在的问题,依托"十三五"国家重点研发计划——千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术及示范,开展了千万吨级综放工作面智能化放煤理论及关键技术研究,取得如下成果:①开展了顶板顶煤组合体压缩试验、煤岩组合体破碎块度分布试验和不同顶板-顶煤条件下综放开采放煤相似模拟试验,阐明了顶板顶煤的破碎-运移的相互作用过程;开发了采空区三维激光空间探测技术,证明了群组放煤过程中顶煤"面接触块体成拱现象;开展以采放协调、高回收率、低含矸率为约束条件的特厚煤层多口群组智能放煤数值模拟,确定了群组放煤口数量;综上,为智能放煤工艺优化提供了可靠理论基础.②对工作面煤矸地质信息及物性特征、顶煤放落过程全周期感知要素进行探索研究,形成了包含"顶煤厚度在线探测-煤矸精准识别-煤流动态测量"的综合感知技术体系,为智能化放煤决策技术提供了充分的数据信息支撑.③建立了综放面"人-机-环"多源信息数据库,构建了基于采放时间协调、采放空间协调、采放运能协调的特厚煤层综放面采放协调决策模型,开发了基于Q-learning算法的智能放煤决策软件,形成了基于煤矸识别、顶煤厚度探测和过煤量监测感知,结合煤矸运移时序特征和经验数据的人工智能决策技术.④研发了智能综放面三机位姿高精度惯导监测与控制技术,实现了采煤机、液压支架、刮板输送机的实时定位、姿态监测及动作控制;开发了智能化矿山融合通信调度系统,构建了智能综放远程综合控制平台,成功实现了"远程一键启动"模式的智能放煤.⑤在塔山矿8222工作面,开展了基于探地雷达的顶煤厚度在线探测技术、融合振动-音频-高光谱的煤矸精准识别技术、基于激光三维扫描的放煤量实时监测技术和综放工作面智能化放煤决策软件的应用,现场顶煤厚度探测、混矸率和放煤量的误差分别控制在 10.71%、9.32%和 7.8%以内,平均每个放煤循环节省时间约 30 min,实现了年产 1500万t的综放工作面智能高效放煤.