基于Q-learning模型的智能化放頂煤控制策略

李慶元 ，楊藝 ，李化敏 ，費樹岷

(1.河南理工大學 電氣工程與自動化學院， 河南 焦作 454000；2.河南理工大學 能源科學與工程學院， 河南 焦作 454000；3.東南大學 自動化學院， 江蘇 南京 210096)

0 引言

我國厚煤層及特厚煤層儲量豐富，所占比例超過40%。綜合機械化放頂煤開采(簡稱綜放開采)具有開采效率高、適應(yīng)性強等顯著優(yōu)勢,目前已成為厚煤層及特厚煤層的主要開采方式[1]。在綜放開采過程中，頂煤采出率低、出煤含矸率高是普遍存在的難題[2]。目前，綜放開采大多采用人工單架放煤。放煤操作人員主要依據(jù)“見矸關(guān)窗”原則，通過觀察頂煤放落過程中放出體的狀態(tài)判斷是否應(yīng)當關(guān)閉放煤口。這種單架放煤方式無法把握工作面全局信息，且放煤操作人員的經(jīng)驗參差不齊，不可避免地導致放煤過程中出現(xiàn)欠放、過放等狀況[3]。而在單架次放煤過程中，僅放煤口上方一定范圍內(nèi)的頂煤發(fā)生移動，易形成放出漏斗。若2個放出漏斗區(qū)相鄰，則會形成三角煤區(qū)域，導致該區(qū)域頂煤無法放出，造成極大的資源浪費[4-5]。

從工作面全局信息考慮，將單一放煤口提升為多放煤口群組放煤，并依靠先進的信息技術(shù)實現(xiàn)智能放煤，可以有效避免人為因素對放煤效益的影響，減少頂煤漏斗區(qū)，提高頂煤采出率。同時，多放煤口群組智能(自動化)放煤有利于提高煤巖分界線的直線度，降低放煤口控制難度和出煤含矸率。因此，在放煤過程中，如何通過現(xiàn)代信息技術(shù)，沿著煤巖分界面最大程度地將頂煤放出，提升頂煤采出率，降低含矸率，是目前綜放開采的研究熱點[6-8]。……