煤礦千米深井智能開采關鍵技術研究與應用

任懷偉，鞏師鑫，劉新華，呂 益，文治國，劉萬財，張 帥

(1.中煤科工開采研究院有限公司 科創中心，北京 100013；2.煤炭科學研究總院 開采研究分院，北京 100013；3.中煤新集能源股份有限公司 口孜東煤礦，安徽 淮南 232170)

0 引 言

開采自動化、智能化技術研究是當前煤炭領域研究的熱點[1]。針對不同地質條件，國內外學者在采場狀態感知與建模、自動控制技術以及開采裝備創新方面開展了大量研究。澳大利亞聯邦科學與工業研究組織研發出LASC技術，采用軍用高精度光纖陀螺儀和定制的定位導航算法獲知采煤機的三維坐標，實現工作面自動找直等智能化控制[2-3]。液壓支架自動跟機、采煤機斜切進刀自動控制及基于位置感知的三機協同推進控制等在地質條件相對較好的陜北、神東等礦區已經得到推廣應用，基本實現了“工作面無人操作，工作面巷道有人值守”的常態化開采[4-6]。對于地質條件相對復雜的薄煤層及中厚煤層，研發了基于動態修正地質模型的智能采掘技術，采用定向鉆孔、隨采探測等動態修正工作面地質模型，通過構建工作面絕對坐標數字模型實行自主智能割煤[7-9]。

然而，對于我國東部山東、淮南等礦區埋深1 000 m左右的深部復雜條件煤層，已有的自動化、智能化技術難以達到預期效果。深部采場一般存在著高地溫、高地壓、大變形的特點，礦壓顯現強烈，頂板、煤壁破碎，工作面傾角變化幅度劇烈，巷道變形大[10]。目前，工作面自動化、智能化開采還無法預知所有的地質條件變化情況，開采裝備也無法適應大范圍的地質參數變化，因而實現自動化、智能化難度非常大。……