煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)

摘要：針對煤礦井下鉆探存在孔底工程參數(shù)測量困難、鉆探數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和完整性不足、鉆探數(shù)據(jù)融合應(yīng)用不夠等問題，設(shè)計了一種煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)由數(shù)據(jù)來源層、虛擬模型層、數(shù)據(jù)處理層和鉆探服務(wù)層構(gòu)成：數(shù)據(jù)來源層為虛擬模型層提供數(shù)據(jù)支撐，虛擬模型層通過仿真模擬分析生成新的數(shù)據(jù)并反饋至數(shù)據(jù)來源層；數(shù)據(jù)處理層接收到數(shù)據(jù)來源層和虛擬模型層提供的數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換及合并等處理；鉆探服務(wù)層通過后臺數(shù)據(jù)管理端的權(quán)限設(shè)置，為不同層級用戶提供數(shù)據(jù)顯示、查詢、分析、報警等服務(wù)。將鉆探數(shù)據(jù)按時序特征分為事前數(shù)據(jù)（鉆探施工之前根據(jù)鉆孔設(shè)計資料和施工方案等獲取的數(shù)據(jù)）、實時數(shù)據(jù)（包括鉆探過程設(shè)備實時監(jiān)測的參數(shù)和鉆場視頻等）和延時數(shù)據(jù)（孔底隨鉆測量裝置采集的參數(shù)），針對這3 類鉆探數(shù)據(jù)設(shè)計了數(shù)據(jù)處理流程，并建立了由接入層、匯聚層和核心層組成的系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。工程實踐結(jié)果表明：該系統(tǒng)實現(xiàn)了煤礦井下鉆探施工數(shù)據(jù)的采集、傳輸、顯示與動態(tài)管理，滿足鉆探施工過程監(jiān)測和數(shù)據(jù)管理的需求，具有較好的實時性和準(zhǔn)確性。該系統(tǒng)為煤礦井下鉆探智能化施工和精細(xì)化管理提供了技術(shù)支撐。

關(guān)鍵詞：煤礦井下鉆探；數(shù)字化監(jiān)測；鉆探數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)處理；通信網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號：TD67 文獻標(biāo)志碼：A

0 引言

煤礦智能化建設(shè)是當(dāng)前煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，在物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展下，煤礦井下生產(chǎn)正積極推進機械化到自動化和智能化的各項工程建設(shè)[1-3]。其中，礦井地質(zhì)保障也面臨著鉆探技術(shù)與裝備智能化發(fā)展的重大需求，而數(shù)字化監(jiān)測施工是井下鉆探數(shù)字化轉(zhuǎn)型與智能化發(fā)展的重要組成部分[4-6]。

圍繞煤礦井下的智能化建設(shè)，包括采、掘、運等關(guān)鍵生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)字化水平近年來不斷提升[7-9]，煤礦井下鉆探數(shù)字化技術(shù)亦逐步發(fā)展。煤礦坑道自動化鉆機監(jiān)測系統(tǒng)實現(xiàn)了鉆機運行參數(shù)和典型鉆進工況的遠(yuǎn)程監(jiān)測[10-12]；基于工業(yè)環(huán)網(wǎng)通信技術(shù)的智能化鉆探視頻管理系統(tǒng)實現(xiàn)了鉆場環(huán)境的實時監(jiān)測，并拓展了鉆機移動監(jiān)測和鉆桿自動跟蹤等功能[13-15]；以鉆孔軌跡參數(shù)測量為主的YHD 系列礦用隨鉆測量系統(tǒng)已在國內(nèi)各大礦區(qū)得到了推廣應(yīng)用[16-18]。但從整體來看，目前依然存在孔底工程參數(shù)測量困難、鉆探數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和完整性不足、鉆探數(shù)據(jù)融合應(yīng)用不夠等問題，且井下定向鉆具在最深可鉆進至3 000 余米的施工中，受施工環(huán)境嚴(yán)重制約，監(jiān)測過程的不確定性對數(shù)字化監(jiān)測的可靠性和實時性提出了更為嚴(yán)苛的要求[19-21]。

針對煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測需求，本文提出了一種煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計方案。構(gòu)建了系統(tǒng)總體架構(gòu)；結(jié)合鉆探數(shù)據(jù)特征，設(shè)計了鉆探數(shù)據(jù)處理流程和通信網(wǎng)絡(luò)；通過現(xiàn)場工程實踐對系統(tǒng)應(yīng)用效果進行了驗證。該系統(tǒng)可實現(xiàn)對井下鉆探全過程智能化管理，提高鉆探施工的安全性和效率。

1 煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測需求分析

為及時、全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測煤礦井下鉆探施工的各類數(shù)據(jù)，結(jié)合煤礦智能化建設(shè)調(diào)研情況，確定煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測需求如下：

1） 用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐ㄐ庞布O(shè)備應(yīng)符合防爆、防水、防塵和抗干擾的要求，所有設(shè)備和元件應(yīng)符合國家和行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)過專業(yè)認(rèn)證。

2） 需實時采集鉆場環(huán)境信息，包括鉆場視頻、甲烷濃度、一氧化碳濃度和人員位置等，通過視頻和語音雙向通信技術(shù)，實現(xiàn)對施工人員和鉆探設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)視。

3） 需采集鉆探過程中的各類數(shù)據(jù)，包括鉆機運行參數(shù)、鉆孔軌跡參數(shù)和孔底工程參數(shù)等，實現(xiàn)鉆進狀態(tài)的動態(tài)監(jiān)測和數(shù)據(jù)處理。

4） 基于礦區(qū)井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)實際情況，鉆場與井下工業(yè)環(huán)網(wǎng)交換機距離通常為3～5 km，通信網(wǎng)絡(luò)需具備低時延和大帶寬性能，以進行鉆探數(shù)據(jù)傳輸。

5） 應(yīng)涵蓋礦區(qū)各個鉆場的場景、設(shè)備和施工作業(yè)等信息，實現(xiàn)對鉆探過程的綜合展現(xiàn)和集中管理。

2 煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)總體架構(gòu)

煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)集成鉆進過程數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)驅(qū)動和綜合展示等技術(shù)，實現(xiàn)對鉆探設(shè)備和鉆場環(huán)境的實時監(jiān)測，并能夠持續(xù)跟蹤鉆孔施工進度和設(shè)備運行狀態(tài)。該系統(tǒng)總體架構(gòu)采用分層設(shè)計，包括數(shù)據(jù)來源層、虛擬模型層、數(shù)據(jù)處理層和鉆探服務(wù)層，如圖1 所示。數(shù)據(jù)來源層和虛擬模型層之間相互作用，數(shù)據(jù)來源層為虛擬模型層提供數(shù)據(jù)支撐，虛擬模型層通過仿真模擬分析生成新的數(shù)據(jù)并反饋至數(shù)據(jù)來源層。數(shù)據(jù)來源層和虛擬模型層可提供鉆機運行參數(shù)、孔底測量數(shù)據(jù)、模型信息、監(jiān)控攝像機和各類傳感器采集的鉆場監(jiān)控數(shù)據(jù)等，是系統(tǒng)三維模型、圖表、視頻等展示信息應(yīng)用的基礎(chǔ)。數(shù)據(jù)處理層接收到數(shù)據(jù)來源層和虛擬模型層提供的數(shù)據(jù)后，基于B/S 架構(gòu)和相關(guān)數(shù)據(jù)通信協(xié)議與規(guī)范，進行數(shù)據(jù)清洗、轉(zhuǎn)換及合并等處理。鉆探服務(wù)層通過后臺數(shù)據(jù)管理端的權(quán)限設(shè)置，為不同層級用戶提供數(shù)據(jù)顯示、查詢、分析、報警等服務(wù)，包括鉆場地圖、實鉆信息、視頻信息和施工管理結(jié)果等。

3 煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

3.1 數(shù)據(jù)處理流程

煤礦井下鉆探施工過程中會采集各類數(shù)據(jù)，由于鉆探過程具有動態(tài)時變性和連續(xù)性，且該過程受數(shù)據(jù)產(chǎn)生時間、位置和傳輸方式等因素影響，導(dǎo)致鉆探數(shù)據(jù)時序特征明顯。為便于數(shù)據(jù)處理，將鉆探數(shù)據(jù)分為事前數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和延時數(shù)據(jù)3 類，包含的主要參數(shù)見表1。事前數(shù)據(jù)通常指鉆探施工之前根據(jù)鉆孔設(shè)計資料和施工方案等獲取的數(shù)據(jù)，可為鉆探過程決策和風(fēng)險管理提供基礎(chǔ)信息。實時數(shù)據(jù)主要包括在鉆探過程中井下設(shè)備實時監(jiān)測的參數(shù)和鉆場視頻等，其響應(yīng)時間短、延遲低。延時數(shù)據(jù)主要指孔底隨鉆測量裝置在鉆探過程中采集的各類參數(shù)，由于受到復(fù)雜地質(zhì)環(huán)境、探測裝置性能和數(shù)據(jù)傳輸速率等因素影響，該類數(shù)據(jù)一般會出現(xiàn)不同程度的延時。

按照時序特征標(biāo)定后的鉆探數(shù)據(jù)經(jīng)采集后通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸至數(shù)據(jù)庫進行存儲，如圖2 所示。

事前數(shù)據(jù)匯總至數(shù)據(jù)庫的事前監(jiān)測表中，經(jīng)過煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的鉆場地圖與施工管理模塊完成數(shù)據(jù)編輯，實現(xiàn)鉆孔施工設(shè)計和鉆探場景構(gòu)建。在鉆孔設(shè)計資料及其他關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)驅(qū)動下，對鉆場施工設(shè)計平面的CAD 圖紙重新繪制，進行鉆具信息的數(shù)據(jù)導(dǎo)入，并采用坐標(biāo)系統(tǒng)標(biāo)定礦區(qū)與各鉆場的地理位置，最終實現(xiàn)鉆場類型、施工計劃和鉆具信息等的綜合展示。

實時數(shù)據(jù)主要包括鉆機運行參數(shù)、鉆場視頻、鉆場環(huán)境參數(shù)。鉆機運行參數(shù)通過鉆機電液系統(tǒng)安裝的傳感器和多路電液比例閥采集，經(jīng)過濾波和歸一化處理后，以光電信號的形式通過CAN 總線通信協(xié)議傳輸；鉆場視頻通過井下防爆攝像機采集，設(shè)置井下防爆攝像機IP 地址，通過RTSP 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議拉取井下視頻流；鉆場環(huán)境參數(shù)由甲烷傳感器和一氧化碳傳感器實時采集，通過RS485 通信協(xié)議傳輸。實時數(shù)據(jù)存儲至數(shù)據(jù)庫的實時監(jiān)測表中。

延時數(shù)據(jù)通過泥漿脈沖、電磁波或通纜鉆桿等方式傳輸，數(shù)據(jù)傳輸采用RS485 和標(biāo)準(zhǔn)Modbus?RTU通信協(xié)議。之后采用放大、濾波和解碼等方式對延時數(shù)據(jù)進行處理，進一步生成數(shù)據(jù)庫MDB 文件，通過4G/5G 通信網(wǎng)絡(luò)存儲至數(shù)據(jù)庫的延時監(jiān)測表中。

3.2 通信網(wǎng)絡(luò)

通信網(wǎng)絡(luò)是煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)與地面數(shù)字化平臺之間數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｕ稀閷崿F(xiàn)煤礦井下鉆場環(huán)境中人與人、人與物和物與物全面感知交互，提升井下鉆探數(shù)字化能力，將煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)劃分為接入層、匯聚層和核心層，如圖3 所示。

1） 接入層。作為通信網(wǎng)絡(luò)的最底層，接入層提供物理連接，使得井下鉆探終端設(shè)備（包括井下防爆計算機、鉆機控制箱、監(jiān)控攝像機、傳感器和交換機等）能夠連接局域網(wǎng)。防爆計算機與鉆機控制箱、隨鉆測量裝置通過CAN 總線連接；防爆計算機與甲烷傳感器、一氧化碳傳感器通過RS485 連接；防爆攝像機和接入層交換機通過POE（Power Over Ethernet，有源以太網(wǎng)）連接。在煤礦工業(yè)環(huán)網(wǎng)中，防爆計算機還可作為數(shù)據(jù)交換平臺通過NTP 協(xié)議同步礦井時間源，為所有傳感器提供統(tǒng)一的時間基準(zhǔn)，并按照時間和鉆孔深度坐標(biāo)對多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進行融合。防爆計算機通過以太網(wǎng)將數(shù)據(jù)匯聚至接入層交換機，再通過光纖傳輸至匯聚層交換機。

2） 匯聚層。作為通信網(wǎng)絡(luò)的中間層，匯聚層負(fù)責(zé)將各個鉆場的接入層局域網(wǎng)數(shù)據(jù)匯聚并傳輸至核心層，通常需要將多個低速且小容量的數(shù)據(jù)流匯聚成一個高速且大容量的數(shù)據(jù)流。同時匯聚層提供基于策略的連接控制服務(wù)，例如服務(wù)質(zhì)量、訪問控制和安全策略等。另外匯聚層提供數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)功能，將數(shù)據(jù)流轉(zhuǎn)發(fā)到正確的目的地，例如轉(zhuǎn)發(fā)到核心層的設(shè)備、其他匯聚層的設(shè)備和接入層的設(shè)備。

3） 核心層。作為通信網(wǎng)絡(luò)的中樞，核心層主要負(fù)責(zé)高效轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)流，確保整個網(wǎng)絡(luò)通信可靠。在煤礦井下鉆探環(huán)境中，核心層包含地面核心交換機、企業(yè)服務(wù)器、網(wǎng)閘、數(shù)字化平臺服務(wù)器、云服務(wù)器和各類終端設(shè)備。核心層交換機連接匯聚層交換機，提供高速數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。由于井下的鉆探數(shù)據(jù)通常涉及企業(yè)的核心業(yè)務(wù)和技術(shù)秘密，需要確保這些數(shù)據(jù)不被未經(jīng)授權(quán)的人員訪問或篡改，所以核心層通常會部署各種安全設(shè)備和策略，如防火墻和入侵檢測系統(tǒng)等，確保數(shù)據(jù)的完整性和機密性。煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)通過網(wǎng)閘端口映射實現(xiàn)礦區(qū)工業(yè)環(huán)網(wǎng)到辦公外網(wǎng)數(shù)據(jù)的雙向通信。

4 工程實踐

為驗證煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)的可行性與可靠性，在烏海礦區(qū)某煤礦開展了工程實踐。依據(jù)該礦井下鉆探原有情況與數(shù)字化需求，制定鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)配置方案，為該礦井下鉆場鉆機端增設(shè)2 臺本安型槍型攝像機、1 臺本安型球型攝像機、1 臺防爆交換機和1 臺防爆計算機，孔底端增加1 套隨鉆測量裝置。井下鉆場監(jiān)測設(shè)備布置如圖4 所示。

2023 年7 月起，在該礦16403 工作面開展瓦斯抽采定向鉆孔施工，井下鉆場共施工16 個定向鉆孔，累計進尺15 300 m。鉆探施工過程中，煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)中的隨鉆測量裝置可連續(xù)穩(wěn)定地對鉆具鉆進工程參數(shù)進行采集與監(jiān)測，反映孔底鉆具的真實工作狀態(tài)。其中，系統(tǒng)監(jiān)測的鉆孔軌跡與YHD2?1000（A）型隨鉆系統(tǒng)測量結(jié)果相比，鉆孔軌跡傾角偏差在0.1°以內(nèi)，方位角偏差在1°以內(nèi)，滿足井下定向鉆孔施工的要求。此外，該系統(tǒng)實現(xiàn)了包括給進/起拔壓力、泵壓、回轉(zhuǎn)壓力等鉆機運行參數(shù)及煤礦井下鉆場視頻實時顯示、鉆孔模型數(shù)字孿生、鉆探數(shù)據(jù)邏輯分析和綜合展示等功能，如圖5 所示。經(jīng)現(xiàn)場測試，系統(tǒng)數(shù)據(jù)圖表加載延遲小于50 ms，三維仿真場景運行幀速率大于30 幀/s。工程實踐結(jié)果表明，該系統(tǒng)滿足井下現(xiàn)場鉆孔施工數(shù)據(jù)實時上傳、處理、存儲、三維可視化及遠(yuǎn)程指導(dǎo)作業(yè)等需求，保障了鉆探施工的安全。

5 結(jié)論

1） 根據(jù)煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測需求，構(gòu)建了包括數(shù)據(jù)來源層、虛擬模型層、數(shù)據(jù)處理層和鉆探服務(wù)層的煤礦井下鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)；基于鉆探數(shù)據(jù)時序特征，針對事前數(shù)據(jù)、實時數(shù)據(jù)和延時數(shù)據(jù)這3 類鉆探數(shù)據(jù)設(shè)計了數(shù)據(jù)處理流程，并建立了包括接入層、匯聚層和核心層的通信網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。

2） 該系統(tǒng)在烏海礦區(qū)某煤礦井下開展了工程實踐，完成了井下定向鉆探施工中各類鉆探信息的采集、實時上傳、統(tǒng)一存儲、三維展示及遠(yuǎn)程指導(dǎo)等功能，有效增強了鉆探施工的安全性，提升了鉆探過程決策管理質(zhì)量。

3） 隨著煤礦井下鉆場數(shù)量增加和鉆探智能化要求升級，鉆探數(shù)字化監(jiān)測系統(tǒng)帶寬、時延、計算能力和終端顯示多樣化等方面均面臨巨大挑戰(zhàn)。通過搭建云服務(wù)器，增加邊緣計算功能，同時與云端資源協(xié)同完成數(shù)據(jù)傳輸、分析和存儲是未來的主要技術(shù)攻關(guān)方向。

參考文獻（References）：

[ 1 ]王國法，劉峰，龐義輝，等. 煤礦智能化——煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐[J]. 煤炭學(xué)報， 2019，44（2）：349-357.

WANG Guofa， LIU Feng， PANG Yihui， et al. Coalmine intellectualization： the core technology of highquality development[J]. Journal of China Coal Society，2019，44（2）：349-357.

[ 2 ]范京道 ，李川，閆振國. 融合 5G技術(shù)生態(tài)的智能煤礦總體架構(gòu)及核心場景[J]煤炭學(xué)報， 2020， 45（6） ：1949-1958.

FAN Jingdao， LI Chuan， YAN Zhenguo. Overallarchitecture and core scenario of a smart coal mine incorporating5G technology ecology[J]. Journal of ChinaCoal Society，2020，45（6）：1949-1958.

[ 3 ]丁恩杰，俞嘯，夏冰，等. 礦山信息化發(fā)展及以數(shù)字孿生為核心的智慧礦山關(guān)鍵技術(shù)[J]. 煤炭學(xué)報，2022，47（1）：564-578.

DING Enjie，YU Xiao，XIA Bing，et al. Development ofmine informatization and key technologies of intelligentmines[J]. Journal of China Coal Society， 2022， 47（1） ：564-578.

[ 4 ]孫繼平. 煤礦信息化自動化新技術(shù)與發(fā)展[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2016，44（1）：19-23，83.

SUN Jiping. New technology and development of mineinformatization and automation[J]. Coal Science andTechnology，2016，44（1）：19-23，83.

[ 5 ]趙亞軍，郁光輝，徐漢青. 6G 移動通信網(wǎng)絡(luò)：愿景、挑戰(zhàn)與關(guān)鍵技術(shù)[J]. 中國科學(xué)：信息科學(xué)，2019，49（8）：963-987.

ZHAO Yajun， YU Guanghui， XU Hanqing. 6G mobilecommunication networks： vision， challenges， and keytechnologies[J]. Scientia Sinica Informationis， 2019，49（8）：963-987.

[ 6 ]陸銀龍，馮旭陽，吳開智，等. 煤礦井下巷道注漿智能數(shù)字化在線監(jiān)測系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[J]. 采礦與安全工程學(xué)報，2022，39（2）：347-358.

LU Yinlong， FENG Xuyang， WU Kaizhi， et al.Development and application of online intelligent digitalmonitoring system for grouting in underground roadwayof coal mine[J]. Journal of Mining & SafetyEngineering，2022，39（2）：347-358.

[ 7 ]郭金剛，李化敏，王祖洸，等. 綜采工作面智能化開采路徑及關(guān)鍵技術(shù)[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)， 2021， 49（1） ：128-138.

GUO Jingang，LI Huamin，WANG Zuguang，et al. Pathand key technologies of intelligent ining in fullymechanizedcoal mining face[J]. Coal Science andTechnology，2021，49（1）：128-138.

[ 8 ]曹哲哲，王江龍. 黃陵二號煤礦多網(wǎng)融合通信系統(tǒng)設(shè)計[J]. 陜西煤炭，2023，42（5）：175-179.

CAO Zhezhe， WANG Jianglong. Design of multinetworkintegrated communication system of HuanglingNo. 2 Coal Mine[J]. Shaanxi Coal， 2023， 42（5） ：175-179.

[ 9 ]袁曉明，郝明銳. 煤礦輔助運輸機器人關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 工礦自動化，2020，46（8）：8-14.

YUAN Xiaoming， HAO Mingrui. Research on keytechnologies of coal mine auxiliary transportationrobot[J]. Industry and Mine Automation， 2020， 46（8） ：8-14.

[10]王天龍，馬斌，董洪波. 煤礦用自動化鉆機遠(yuǎn)程監(jiān)測系統(tǒng)研制[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2022，50（1）：80-85.

WANG Tianlong， MA Bin， DONG Hongbo.[10]Development of a remote monitoring system for coalmine automatic drilling rigs[J]. Coal Geology &Exploration，2022，50（1）：80-85.

[11]張始齋，王慶文. ZYWL?4000SY 型遙控鉆機設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)，2021，49（3）：129-134.

ZHANG Shizhai， WANG Qingwen. Design and keytechnology research of ZYWL-4000SY remote controldrilling rig[J]. Coal Science and Technology， 2021，49（3）：129-134.

[12]方鵬，姚克，王松. ZZJ127（A）煤礦定向鉆機參數(shù)監(jiān)測系統(tǒng)[J]. 煤礦安全，2019，50（5）：134-137.

FANG Peng， YAO Ke， WANG Song. Parametermonitoring system for ZZJ127（A） directional drillingrig in coal mine[J]. Safety in Coal Mines，2019，50（5）：134-137.

[13]鄭付亮. 智能化打鉆視頻管理系統(tǒng)在白坪煤礦瓦斯治理中的應(yīng)用[J]. 煤礦機械，2023，44（6）：144-147.

ZHENG Fuliang. Application of intelligent drilling videomanagement system in gas control of Baiping CoalMine[J]. Coal Mine Machinery，2023，44（6）：144-147.

[14]李凡. VDSL2 技術(shù)在煤礦井下瓦斯抽放鉆場視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 中國煤炭，2019，45（5）：34-40.

LI Fan. Application of VDSL2 technology in videomonitoring system of gas drainage drilling field inunderground coal mine[J]. China Coal， 2019， 45（5） ：34-40.

[15]高瑞，郝樂，劉寶，等. 基于改進ResNet 網(wǎng)絡(luò)的井下鉆桿計數(shù)方法[J]. 工礦自動化，2020，46（10）：32-37.

GAO Rui， HAO Le， LIU Bao， et al. Research onunderground drill pipe counting method based onimproved ResNet network[J]. Industry and MineAutomation，2020，46（10）：32-37.

[16]石智軍，姚克，姚寧平，等. 我國煤礦井下坑道鉆探技術(shù)裝備40 年發(fā)展與展望[J]. 煤炭科學(xué)技術(shù)， 2020，48（4）：1-34.

SHI Zhijun，YAO Ke，YAO Ningping，et al. 40 years of development and prospect on underground coal minetunnel drilling technology and equipment in China[J].Coal Science and Technology，2020，48（4）：1-34.

[17]姚寧平，吳敏，陳略峰，等. 煤礦坑道鉆進過程智能優(yōu)化與控制技術(shù)[J]. 煤田地質(zhì)與勘探，2023，51（9）：1-9.

YAO Ningping， WU Min， CHEN Lüefeng， et al.Intelligent optimization and control technology fordrilling process of coal mine tunnels[J]. Coal Geology &Exploration，2023，51（9）：1-9.

[18]范強，張幼振，陳龍，等. 煤礦井下定向鉆探數(shù)字化平臺技術(shù)研究[J]. 煤礦安全，2023，54（10）：212-218.

FAN Qiang， ZHANG Youzhen， CHEN Long， et al.Research on digital platform technology of directionaldrilling in coal mine[J]. Safety in Coal Mines， 2023，54（10）：212-218.

[19]張幼振，范濤，闞志濤，等. 煤礦巷道掘進超前鉆探技術(shù)應(yīng)用與發(fā)展[J]. 煤田地質(zhì)與勘探， 2021， 49（5） ：286-293.

ZHANG Youzhen， FAN Tao， KAN Zhitao， et al.Application and development of advanced drillingtechnology for coal mine roadway heading[J]. CoalGeology & Exploration，2021，49（5）：286-293.

[20]SHEIKHI M A，NIKOOFARD A，KHAKI-SEDIGH A.Control of managed pressure drilling systems usingnonlinear predictive generalized minimum varianceapproach based on a Volterra model[J]. ISATransactions，2022，128：380-390.

[21]范海鵬，吳敏，曹衛(wèi)華，等. 基于鉆進狀態(tài)監(jiān)測的智能工況識別[J]. 探礦工程（巖土鉆掘工程） ， 2020，47（4）：106-113.

FAN Haipeng，WU Min，CAO Weihua，et al. Intelligentdrilling mode identification based on drilling statemonitoring while drilling[J]. Exploration Engineering（Rock & Soil Drilling and Tunneling） ， 2020， 47（4） ：106-113.

基金項目：國家重點研發(fā)計劃項目（2022YFB4703600）；中國煤炭科工集團科技創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)資金專項項目（2022-2-TD-ZD006，2023-2-TD-ZD002）；中煤科工西安研究院（集團）有限公司揭榜掛帥項目（2021XAYJB01）。