長(zhǎng)壁綜采工作面無(wú)人自主開(kāi)采發(fā)展路徑與挑戰(zhàn)

王世博，葛世榮，王世佳，李 爭(zhēng)，萬(wàn)志軍

（1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116；2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)（北京） 機(jī)電與信息工程學(xué)院，北京 100083；3.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，江蘇 徐州 221116）

0 引 言

煤炭是我國(guó)的基礎(chǔ)能源和重要原料，它占我國(guó)化石能源資源的90%以上。 雖然煤炭在我國(guó)一次能源結(jié)構(gòu)中的比重在逐步降低，但在長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)其主體能源地位不會(huì)變化［1-2］。 智能化無(wú)人開(kāi)采既是國(guó)際煤炭開(kāi)采領(lǐng)域共同追求的前沿技術(shù)，也是實(shí)現(xiàn)我國(guó)煤礦安全、高效開(kāi)采的技術(shù)跨越。 近年來(lái)我國(guó)先后發(fā)布的《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要（2006—2020）》《煤炭工業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》《安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016—2030）》《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》等相關(guān)政策對(duì)煤炭自動(dòng)化開(kāi)采和智能化開(kāi)采設(shè)定了目標(biāo)和發(fā)展方向。

近年來(lái)國(guó)內(nèi)學(xué)者通過(guò)相關(guān)研究提出了無(wú)人開(kāi)采、智能開(kāi)采等相關(guān)定義與內(nèi)涵。 方新秋等［3］提出了無(wú)人工作面系統(tǒng)模型和技術(shù)框架，認(rèn)為無(wú)人工作面是利用采煤機(jī)自主定位與導(dǎo)航、煤巖自動(dòng)識(shí)別、液壓支架電液控制、刮板輸送機(jī)自動(dòng)推移、工作面自動(dòng)監(jiān)控監(jiān)測(cè)、井下高速雙向通信和計(jì)算機(jī)集中控制等技術(shù)，對(duì)關(guān)鍵生產(chǎn)裝備遙控與檢測(cè)，使之自動(dòng)完成割煤、移架、移刮板輸送機(jī)、放煤和頂板支護(hù)等生產(chǎn)流程。 葛世榮［4］提出綜采工作面智能化開(kāi)采是在不需要人工干預(yù)情況下，通過(guò)采掘環(huán)境的智能感知、采掘裝備的智能調(diào)控、采掘作業(yè)的自主巡航，由采掘裝備獨(dú)立自主完成的回采作業(yè)過(guò)程。……