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王國法(1960—)，山東文登人，中國工程院院士，煤炭開采技術(shù)與裝備專家，研究員，博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任中國煤炭科工集團有限公司首席科學(xué)家，煤炭科學(xué)研究總院和中煤科工開采研究院總工程師、《煤炭科學(xué)技術(shù)》雜志主編，煤礦智能化創(chuàng)新聯(lián)盟理事長兼技術(shù)委員會主任。

　　王國法院士是煤礦智能化的科技領(lǐng)軍者，率先系統(tǒng)地提出了煤礦智能化分類、分級發(fā)展的理念、發(fā)展目標(biāo)、技術(shù)路徑和創(chuàng)新智能+綠色煤炭開發(fā)新體系支撐煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的科學(xué)思想，提出了《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的院士建議》。主持了自然科學(xué)基金重點項目“數(shù)字化煤礦基礎(chǔ)理論研究”，創(chuàng)新研發(fā)了4種煤礦智能化開采模式及成套技術(shù)裝備，主持了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定，提出了5G+智能化煤礦頂層架構(gòu)和智能化煤礦十個主要智能化應(yīng)用系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)解決方案，引領(lǐng)了智能化煤礦建設(shè)，為我國煤炭工業(yè)發(fā)展和科技創(chuàng)新作出了杰出貢獻。

　　為了讓讀者全面系統(tǒng)地了解王國法院士的煤礦智能化學(xué)術(shù)思想和學(xué)術(shù)成果，《煤炭科學(xué)技術(shù)》將其2018年以來所發(fā)表的主要煤礦智能化論文及相關(guān)視頻進行系統(tǒng)匯總，詳見如下。點擊這里，查看王國法院士（主編）主持策劃的《煤炭科學(xué)技術(shù)》2020年第7期“智能化煤礦建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)及工程應(yīng)用專題"28篇網(wǎng)絡(luò)首發(fā)論文。

      煤礦智能化(初級階段)技術(shù)體系研究與工程進展——基于我國煤礦智能化初級階段的發(fā)展要求，開展了煤礦智能化技術(shù)體系研究和工程建設(shè)。進行了智能化煤礦頂層設(shè)計研究，以“礦山即平臺”的理念將智能化煤礦整體架構(gòu)分為設(shè)備層、基礎(chǔ)設(shè)施層、服務(wù)層與應(yīng)用層，實現(xiàn)煤礦生產(chǎn)、安全、生態(tài)、保障的智能化閉環(huán)管理；針對智能化煤礦存在的信息孤島問題，開展了多源異構(gòu)數(shù)據(jù)建模、特征提取與數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)研究，研發(fā)了基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的信息實體建模與更新技術(shù)；研究了智能化煤礦高精度三維地質(zhì)模型構(gòu)建方法，提出了基于地質(zhì)模型動態(tài)更新的煤層厚度自適應(yīng)截割控制方法；研發(fā)了工作面采掘接續(xù)智能設(shè)計技術(shù)，實現(xiàn)了接續(xù)工作面圖紙、規(guī)程、規(guī)范的智能設(shè)計，大幅降低了采掘接續(xù)過程中的重復(fù)勞動；研究了掘錨一體機的位姿檢測與導(dǎo)航技術(shù)、自動打錨桿技術(shù)、自動鋪網(wǎng)技術(shù)、巷道三維建模與質(zhì)量監(jiān)測技術(shù)，探索了基于遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控的巷道智能高效掘進技術(shù)與裝備；以“有人巡視，無人操作”為特征的智能化開采工作面在全國逐漸推廣應(yīng)用，開展了基于三維地質(zhì)模型動態(tài)更新的采煤機自適應(yīng)截割技術(shù)研發(fā)與實踐，在部分礦區(qū)取得較好的試驗效果。較詳細(xì)的闡述了神東礦區(qū)、兗礦集團、同煤集團、陽煤集團、淄礦集團、新汶集團等國內(nèi)大型煤炭生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)階段在智能化煤礦建設(shè)中取得的階段性成果，從技術(shù)研發(fā)與現(xiàn)場實踐相結(jié)合的角度分析了智能化煤礦建設(shè)過程中存在的主要技術(shù)難題與發(fā)展方向。進行了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系研究，提出了煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，起草制定了“智能化煤礦分類、分級技術(shù)條件與評價指標(biāo)體系”、“智能化綜采工作面分類、分級評價技術(shù)條件與指標(biāo)體系”等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，為智能化煤礦建設(shè)提供標(biāo)準(zhǔn)支撐（發(fā)表于《煤炭科學(xué)技術(shù)》2020年第7期PDF全文）。

    智能化煤礦頂層設(shè)計研究與實踐——建設(shè)智能化煤礦是實現(xiàn)煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。本文針對當(dāng)前我國智能化煤礦建設(shè)初級階段缺乏體系性與前瞻性的頂層設(shè)計的現(xiàn)狀，進行了智能化煤礦頂層設(shè)計的系統(tǒng)研究，闡述了智能化煤礦應(yīng)分為數(shù)字融合互聯(lián)，人機主動交互，主要系統(tǒng)自學(xué)習(xí)自決策三個階段分區(qū)域分層次實現(xiàn)“物質(zhì)流、信息流、業(yè)務(wù)流”的高度一體化協(xié)同，構(gòu)建以人為本的智能生產(chǎn)與生活協(xié)調(diào)運行的綜合生態(tài)圈的建設(shè)目標(biāo)和階段性任務(wù)。基于煤礦價值活動分析對智能化煤礦復(fù)雜巨系統(tǒng)邏輯關(guān)聯(lián)進行研究和系統(tǒng)歸并，提出以泛在網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)云平臺為主要支撐，以智能管控一體化系統(tǒng)為核心，能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦開拓、生產(chǎn)、運營全過程進行感知、分析、決策、控制的煤礦十大主要智能系統(tǒng)，包括：煤礦智慧中心及綜合管理系統(tǒng)；煤礦安全強實時通信網(wǎng)絡(luò)及地下精準(zhǔn)位置服務(wù)系統(tǒng)；地質(zhì)保障及4D-GIS動態(tài)信息系統(tǒng)；巷道智能快速掘進系統(tǒng)；開采工作面智能協(xié)同控制系統(tǒng)；煤流及輔助運輸與倉儲智能系統(tǒng)；煤礦井下環(huán)境感知及安全管控系統(tǒng)；煤炭洗選智能化系統(tǒng)；固定場所無人值守智能管理系統(tǒng)；煤礦場區(qū)及綠色生態(tài)智能系統(tǒng)等的智能化煤礦建設(shè)頂層架構(gòu)。通過對數(shù)據(jù)特征與關(guān)聯(lián)關(guān)系研究提出智能化煤礦信息實體特征與抽取方法，并研究智能化煤礦知識圖譜構(gòu)建及數(shù)據(jù)交互推送方法，構(gòu)建智能化煤礦數(shù)字邏輯模型；研究提出智能化煤礦“云邊端”數(shù)據(jù)處理架構(gòu)和三層遞階控制策略，在此基礎(chǔ)上對煤礦智能化應(yīng)用系統(tǒng)進行具體設(shè)計。以張家峁煤礦生產(chǎn)礦井智能化改造和巴拉素煤礦新建礦井全面智能化建設(shè)為典型案例進行了工程實踐（（發(fā)表于《煤炭學(xué)報》2020年第6期）。

    智能化煤礦分類、分級評價指標(biāo)體系——針對我國智能化煤礦尚沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，無法對煤礦智能化建設(shè)和發(fā)展水平進行科學(xué)合理定量評價的問題，開展了智能化煤礦生產(chǎn)技術(shù)條件分類與智能化程度分級評價指標(biāo)體系研究，提出了煤礦智能化程度的定義及量化指標(biāo)，結(jié)合不同區(qū)域、不同開采條件智能化煤礦建設(shè)實際，制定了智能化煤礦分類、分級評價指標(biāo)體系與評價方法，開發(fā)了智能化煤礦分類、分級評價軟件系統(tǒng)。首先以煤礦所在區(qū)域、地質(zhì)條件為基本指標(biāo)，以礦井開采技術(shù)參數(shù)、開采效率、安全水平、建設(shè)基礎(chǔ)為參考要素，建立智能化煤礦分類評價指標(biāo)體系，將煤礦分類評價條件分為良好、中等、復(fù)雜3類；然后，根據(jù)煤礦分類評價結(jié)果，對不同類別煤礦進行智能化程度的分級評價。基于智能化煤礦開拓、生產(chǎn)、運營等主要流程，將智能化煤礦巨系統(tǒng)細(xì)分為信息基礎(chǔ)設(shè)施、智能地質(zhì)保障系統(tǒng)、智能綜采系統(tǒng)、智能掘進系統(tǒng)、智能主煤流運輸系統(tǒng)、智能輔助運輸系統(tǒng)、智能綜合保障系統(tǒng)、智能安全監(jiān)控系統(tǒng)、智能分選系統(tǒng)、智能經(jīng)營管理系統(tǒng)等10個主要智能化系統(tǒng)，提出了智能化煤礦10個主系統(tǒng)及相關(guān)子系統(tǒng)智能化程度評價指標(biāo)體系。針對不同生產(chǎn)技術(shù)條件分類的煤礦，采用與之相適應(yīng)的智能化評價指標(biāo)體系，就可以對煤礦智能化程度進行定量評價。按照綜合評價結(jié)果，將智能化煤礦劃分為甲、乙、丙和不合格4個等級。以陜北某礦智能化建設(shè)工程為例證，進行了礦井生產(chǎn)技術(shù)條件分類與智能化程度分級評價分析，驗證了評價指標(biāo)體系與評價方法的科學(xué)性與可靠性，評價結(jié)果不僅可以反映該礦井的智能化建設(shè)水平，也可以為新建智能化煤礦和生產(chǎn)煤礦的智能化建設(shè)與升級改造提供依據(jù)（發(fā)表于《煤炭科學(xué)技術(shù)》2020年第3期PDF全文）。

    煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架與建設(shè)思路——針對煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)仍處于初級階段，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃頂層設(shè)計，造成交叉規(guī)定，規(guī)范不明確及重復(fù)建設(shè)等問題，構(gòu)建煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架，提出煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)路徑，為智能化煤礦標(biāo)準(zhǔn)體系完善及技術(shù)發(fā)展提供參考。首先對煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)現(xiàn)狀及其立項與發(fā)展情況進行分析，并通過對比工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，明確煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)需求和重點任務(wù)；在深入研究煤礦智能化技術(shù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上構(gòu)建煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系總體框架，包括總體類標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計規(guī)劃類標(biāo)準(zhǔn)、基礎(chǔ)設(shè)施與平臺類標(biāo)準(zhǔn)、煤礦智能化系統(tǒng)類標(biāo)準(zhǔn)、智能裝備與傳感器類標(biāo)準(zhǔn)、評價及管理類標(biāo)準(zhǔn)、安全與保障類標(biāo)準(zhǔn)7個部分，并分析各類標(biāo)準(zhǔn)研究方向；基于煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架對其中重點領(lǐng)域研究和標(biāo)準(zhǔn)制定任務(wù)進行分析闡述，提出詳細(xì)的智能化標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)方案；最終對煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)的思路和關(guān)鍵任務(wù)進行分析，明確建設(shè)目標(biāo)和方向，提升煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)的整體支撐作用，促進煤炭產(chǎn)業(yè)發(fā)展（發(fā)表于《煤炭可科學(xué)技術(shù)》2020年第1期PDF全文) 。

      5G技術(shù)在煤礦智能化中的應(yīng)用展望——煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的保障，當(dāng)前處于煤礦智能化發(fā)展的初級階段，仍然面臨泛在感知難、多類型數(shù)據(jù)同步傳輸不可靠、遠(yuǎn)程控制實時性差、融合大數(shù)據(jù)的智能決策效率低等問題,面向垂直行業(yè)智能化應(yīng)用的第五代移動通信技術(shù)(The fifth Generation Mobile Communication Technology，5G)為上述問題的解決提供了契機。本文分析了5G中的高頻通信、大規(guī)模天線陣列、超密集組網(wǎng)、設(shè)備到設(shè)備通信、網(wǎng)絡(luò)切片和移動邊緣計算6項關(guān)鍵技術(shù)和各自的技術(shù)特征;研究了煤礦智能化應(yīng)用在信息感知、多類型數(shù)據(jù)傳輸、實時決策控制、新技術(shù)應(yīng)用和異構(gòu)物聯(lián)設(shè)備互聯(lián)互通需求等方面的短板，以視頻傳輸為例分析了4G技術(shù)在未來應(yīng)用中的局限性，研究了井下WiFi組網(wǎng)的不足之處，指出了煤礦井下應(yīng)用5G技術(shù)的必要性;結(jié)合5G技術(shù)優(yōu)勢和煤礦井下實際需求提出了基于5G技術(shù)的高精度實時定位與應(yīng)用服務(wù)、虛擬交互應(yīng)用、遠(yuǎn)程實時控制、遠(yuǎn)程協(xié)同運維及井下巡檢和安防等煤礦井下應(yīng)用場景，提出了基于混合現(xiàn)實的井下智能化開采和遠(yuǎn)程實時可視化操控的構(gòu)想，給出了井下應(yīng)用5G技術(shù)的總體架構(gòu):有線光纖骨干環(huán)網(wǎng)加5G覆蓋，分析了實施要點，指出與井下應(yīng)用場景的結(jié)合才能最大程度發(fā)揮5G技術(shù)在煤礦智能化開采中的作用，簡要展望了基于5G技術(shù)的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能和虛擬現(xiàn)實等技術(shù)在煤礦智能化中的融合應(yīng)用（發(fā)表于《煤炭學(xué)報》2020年第1期PDF全文）。

     煤礦智能化開采模式與技術(shù)路徑——基于煤礦智能化發(fā)展現(xiàn)狀與要求，系統(tǒng)闡述了煤礦智能化開采模式的定義、技術(shù)內(nèi)涵與特征。針對不同煤層賦存條件，提出了薄及中厚煤層智能化無人開采模式、大采高工作面智能耦合人機協(xié)同高效綜采模式、綜放工作面智能化操控與人工干預(yù)輔助放煤模式、復(fù)雜條件機械化+智能化開采模式等4種煤礦智能化開采模式。根據(jù)截割工藝、工序與裝備的差異，將薄及中厚煤層智能化無人開采模式細(xì)分為刨煤機智能化無人開采模式、滾筒采煤機智能化無人開采模式，詳細(xì)闡述了滾筒采煤機定位導(dǎo)航與智能調(diào)高技術(shù)、半截深高速截割工藝等薄及中厚煤層智能化開采模式關(guān)鍵技術(shù)。分析了大采高工作面智能化開采的主要技術(shù)瓶頸，論述了基于液壓支架與圍巖耦合關(guān)系的圍巖智能耦合控制邏輯、重型裝備群的分布式協(xié)同控制邏輯等大采高智能化開采模式關(guān)鍵技術(shù)。分析了放頂煤工作面與一次采全高工作面智能化開采模式的差異，提出了基于時序控制放煤、自動記憶放煤、煤矸識別放煤等智能化放煤控制邏輯與工藝流程。針對復(fù)雜煤層條件，提出了采用局部智能化開采降低工人勞動強度、提高作業(yè)環(huán)境安全水平的技術(shù)思路（發(fā)表于《采礦與巖層控制工程學(xué)報》2020年第1期 PDF全文）。

     智慧煤礦信息邏輯模型及開采系統(tǒng)決策控制方法——針對數(shù)字礦山向智慧礦山發(fā)展過程中信息關(guān)聯(lián)層次不清晰、框架結(jié)構(gòu)不完善、缺少智能決策依據(jù)及有效控制方法的問題,提出了智慧煤礦信息邏輯模型,基于本體和語義網(wǎng)技術(shù)建立了煤礦多源、異構(gòu)關(guān)系數(shù)據(jù)的信息“實體”和虛實映射機理,提出基于知識需求模型的信息實體主動匹配與推送策略,構(gòu)建基于開采行為預(yù)測推理的智慧邏輯模型進化機制,形成了層級清晰、結(jié)構(gòu)明確、全面覆蓋的智慧煤礦信息模型;構(gòu)建了綜采設(shè)備群空間位姿關(guān)系模型,提出了考慮隨機誤差的強耦合設(shè)備群空間坐標(biāo)統(tǒng)一描述及各設(shè)備關(guān)聯(lián)坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換方法,建立了多參量融合分析和評估的開采環(huán)境—生產(chǎn)系統(tǒng)耦合關(guān)系模型,為煤礦裝備位姿控制及智能決策提供支撐;給出了時變多因素影響下的開采設(shè)備群全局最優(yōu)規(guī)劃和分布式協(xié)同控制方法。將綜采設(shè)備群全局最優(yōu)規(guī)劃歸結(jié)為一個二次積分模型的燃料最優(yōu)規(guī)劃問題,提出了基于多模態(tài)控制的綜采設(shè)備群全局最優(yōu)推進路徑規(guī)劃及控制策略,可兼顧開采條件、設(shè)備能力、工藝流程及能量消耗,確保生產(chǎn)成本、效率的有效改善。給出了同時考慮環(huán)境干擾和傳感器數(shù)據(jù)時延特性的液壓支架群組分布式協(xié)同控制方法。上述基礎(chǔ)架構(gòu)和數(shù)學(xué)模型為深層次挖掘智慧煤礦海量信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系、解決大數(shù)據(jù)環(huán)境下開采系統(tǒng)的最優(yōu)化協(xié)同控制、實現(xiàn)復(fù)雜地質(zhì)條件下連續(xù)穩(wěn)定開采提供了基礎(chǔ)理論支撐,可有效推動智慧煤礦技術(shù)的發(fā)展（發(fā)表于《煤炭學(xué)報》2019年第9期PDF全文）。

     煤礦智能化（初級階段）研究與實踐——煤炭是我國能源的基石，是可以實現(xiàn)清潔高效利用的最經(jīng)濟、安全的能源，煤礦智能化是實現(xiàn)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐。系統(tǒng)闡述我國煤炭工業(yè)發(fā)展歷程，分析煤礦綜合機械化、自動化、智能化的發(fā)展過程與現(xiàn)狀，列舉了部分典型成功案例。詳細(xì)闡述煤礦智能化的發(fā)展理念、特征、技術(shù)路徑與階段目標(biāo)，分析煤礦智能化基礎(chǔ)理論與關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀，從數(shù)據(jù)采集與應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)、裝備群智能協(xié)同控制、健康狀態(tài)診斷與維護等方面，分析了實現(xiàn)煤礦智能化開采需要解決的3個關(guān)鍵基礎(chǔ)理論難題。從感知層、傳輸層、平臺層和應(yīng)用層等方面，分析了智能化煤礦的主體系統(tǒng)架構(gòu)，研究了煤礦智能化建設(shè)的主要技術(shù)路徑。針對不同煤層賦存條件工作面智能化開采的技術(shù)要求，提出了薄及中厚煤層智能化無人開采模式、大采高工作面智能耦合人工協(xié)同高效開采模式、綜放工作面智能化操控與人工干預(yù)輔助放煤模式、復(fù)雜條件機械化+智能化開采模式等4種開采模式，研究了不同開采模式的核心關(guān)鍵技術(shù)與實施效果。介紹了我國煤礦掘進技術(shù)與裝備發(fā)展現(xiàn)狀，分析了制約巷道實現(xiàn)快速掘進的關(guān)鍵難題，提出了智能快速掘進的研發(fā)方向及技術(shù)路徑。提出了我國煤礦智能化發(fā)展的基本原則，分析不同地域條件煤礦智能化發(fā)展模式及評價標(biāo)準(zhǔn)，提出新建礦井智能化建設(shè)路徑，以及現(xiàn)有生產(chǎn)礦井進行智能化改造的主要任務(wù)，從法規(guī)體系、財稅政策、人才培養(yǎng)等方面提出了保障煤礦智能化建設(shè)順利實施的政策建議（發(fā)表于《煤炭科學(xué)技術(shù)》2019年第8期PDF全文）。

     智慧煤礦主體架構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)平臺建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)——針對煤礦建設(shè)過程中存在的信息孤島、子系統(tǒng)割裂等問題，提出了以"自主感知與控制-信息傳輸系統(tǒng)一操作平臺-井下系統(tǒng)平臺-生產(chǎn)經(jīng)營管控平臺"為主線的智慧煤礦建設(shè)主體架構(gòu)，通過底層的自主感知系統(tǒng)對井下的"人-機-環(huán)-管"信息進行全面感知，并對感知信息的數(shù)據(jù)格式、通信協(xié)議、存儲方式等進行統(tǒng)一，構(gòu)建了井下多源異構(gòu)大數(shù)據(jù)共享平臺，實現(xiàn)了井下各子系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)統(tǒng)一管理與信息共享。利用統(tǒng)一操作平臺對井下生產(chǎn)系統(tǒng)、安全保障系統(tǒng)、綜合保障系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理，解決了信息孤島、子系統(tǒng)割裂等問題。井下系統(tǒng)平臺不僅為上層的生產(chǎn)經(jīng)營管理平臺提供數(shù)據(jù)支撐，而且為底層機械設(shè)備的智能操控提供決策依據(jù)，實現(xiàn)了井下信息感知、分析、決策、控制的智能化操控。將智慧煤礦智能生產(chǎn)系統(tǒng)細(xì)分為地質(zhì)及礦井采掘運通信息動態(tài)管理平臺、井下精準(zhǔn)定位導(dǎo)航通信管理操作平臺、智能化少人采掘系統(tǒng)綜合管理平臺，詳細(xì)闡述了智能綜采子系統(tǒng)間的組織架構(gòu)與實現(xiàn)路徑。按照井下危險源的種類對智慧煤礦智能安全保障系統(tǒng)進行了分類，搭建了智能安全保障系統(tǒng)的主體架構(gòu)，分析了井下危險行為、危險區(qū)域識別系統(tǒng)的技術(shù)路徑。基于井下采掘工程需求分析，對智慧煤礦智能綜合保障系統(tǒng)進行了分類，構(gòu)建了智能綜合保障系統(tǒng)的主體架構(gòu)，詳細(xì)論述了井下設(shè)備在線診斷與遠(yuǎn)程運維系統(tǒng)的實施過程。從基礎(chǔ)理論、信息感知、數(shù)據(jù)處理、高效傳輸、精準(zhǔn)控制5個方面，對未來需要突破的智慧煤礦建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)進行了展望（發(fā)表于《煤炭科學(xué)技術(shù)》2019年第3期PDF全文）。

     德國工業(yè)4.0與中國煤機裝備智能制造的發(fā)展——綜述了工業(yè)革命發(fā)展背景和世界主要國家智能制造發(fā)展戰(zhàn)略，指出以信息物理融合系統(tǒng)為核心的技術(shù)創(chuàng)新推動了全球制造產(chǎn)業(yè)變革。隨著人口紅利消失，知識紅利凸顯，制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級成為大勢所趨。闡述了智能制造內(nèi)涵、特征、智能制造關(guān)鍵技術(shù)與其核心內(nèi)容。智能制造的基本屬性是實現(xiàn)對于信息的深度自感知，實現(xiàn)精準(zhǔn)控制的自執(zhí)行，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)智能優(yōu)化自決策。智能制造以數(shù)據(jù)為核心，以實現(xiàn)萬物互聯(lián)為特征，其關(guān)鍵技術(shù)包括人工智能技術(shù)、工業(yè)機器人技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)以及整體的信息化系統(tǒng)。論文還對德國工業(yè)4.0、布局與發(fā)展現(xiàn)狀進行介紹，指出德國工業(yè)4.0的戰(zhàn)略舉措是將傳統(tǒng)工業(yè)與信息化進行深度融合，將不同行業(yè)進行跨界合作，將創(chuàng)新科技與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，實現(xiàn)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)紅海與藍(lán)海的對接。之后分析了我國煤機裝備智能制造的發(fā)展現(xiàn)狀，介紹了智能焊接、柔性數(shù)字化車間等我國煤機裝備智能制造關(guān)鍵技術(shù)的重要進展。在分析我國煤機裝備制造業(yè)特點的基礎(chǔ)上，指出了發(fā)展煤機智能制造的關(guān)鍵任務(wù)包括：產(chǎn)品與數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化模塊化；建設(shè)智能制造系統(tǒng)和工藝創(chuàng)新；建設(shè)智能制造信息化系統(tǒng)和基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)活動；推進管理精益化及服務(wù)產(chǎn)業(yè)化；打造智能制造人才培養(yǎng)體系。最后提出了我國煤機裝備制造業(yè)企業(yè)轉(zhuǎn)型升級實現(xiàn)數(shù)字化，網(wǎng)絡(luò)化智能化，發(fā)展智能制造的策略和路徑（發(fā)表于《煤炭科學(xué)技術(shù)》2019年第3期PDF全文）。

     千米深井三軟煤層智能開采關(guān)鍵技術(shù)與展望——基于我國淮南礦區(qū)三軟煤層賦存條件及綜采自動化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,分析了千米深井三軟煤層綜采工作面實現(xiàn)智能化、少人化開采的制約因素與技術(shù)瓶頸。針對三軟煤層易發(fā)生煤壁片幫與頂板冒漏等問題,提出了基于多參量監(jiān)測與融合分析的液壓支架智能自適應(yīng)控制策略;通過分析采煤機精準(zhǔn)定位與智能調(diào)高存在的技術(shù)瓶頸,提出了基于地質(zhì)信息模型和隨掘隨采探測動態(tài)修正的采煤機采高智能調(diào)控策略;分析了刮板輸送機發(fā)生上竄、下滑等異常工況的原因,提出了基于刮板輸送機三向姿態(tài)智能監(jiān)測的異常工況預(yù)警與調(diào)控策略,并輔以刮板輸送機推移工序進行調(diào)整;針對綜采工作面超前支護區(qū)域難以實現(xiàn)智能化推進的難題,研發(fā)設(shè)計了單元式智能自適應(yīng)超前液壓支架及自動搬移裝置,提高了對大變形巷道的適應(yīng)性及智能化控制水平;分析了綜采裝備群智能協(xié)同推進控制策略,對綜采工作面智能化開采技術(shù)的發(fā)展方向進行了展望（發(fā)表于《煤炭工程》2019年第1期PDF全文）。

     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——提出了煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展核心技術(shù)支撐的科學(xué)思想，闡述了煤礦智能化的定義和總體要求，明確了煤礦智能化發(fā)展的目標(biāo)是建設(shè)智慧煤礦，分析了煤礦智能、智慧、信息化、數(shù)字化等術(shù)語的內(nèi)涵和關(guān)聯(lián)關(guān)系，提出了我國煤礦智能化建設(shè)原則和階段目標(biāo)。進行了煤礦智能化頂層設(shè)計，提出了統(tǒng)籌規(guī)劃煤礦智能化發(fā)展模式、科學(xué)設(shè)計智慧煤礦總體架構(gòu)、建設(shè)100個智能化示范煤礦的發(fā)展思路。探討了井工煤礦精準(zhǔn)地質(zhì)探測與4D-GIS系統(tǒng)、智能化開拓規(guī)劃與工作面設(shè)計、智能化巷道快速掘進成套技術(shù)、智能化綜采工作面成套技術(shù)、智能化主/輔運輸技術(shù)、危險源智能感知與預(yù)警技術(shù)、智能化洗選系統(tǒng)、智能化綜合保障技術(shù)、礦井物聯(lián)網(wǎng)綜合管控系統(tǒng)和操作平臺等主要環(huán)節(jié)的發(fā)展路線。闡述了露天煤礦智能化發(fā)展方向，提出了建設(shè)露天煤礦信息化系統(tǒng)、開發(fā)露天煤礦智能化連續(xù)開采技術(shù)、建立露天煤礦空-天-地一體化安全預(yù)警系統(tǒng)、推進露天煤礦生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)綠色發(fā)展的理念。大力發(fā)展煤機裝備智能制造，提高煤機裝備的可靠性與適應(yīng)性，促進煤炭資源開發(fā)的機器人化替代，為煤礦智能化發(fā)展提供智能裝備保障。提出了加大煤礦智能化發(fā)展政策支持、設(shè)立煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)專項、建立國家級煤礦智能化技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)實驗平臺等政策建議（發(fā)表于《煤炭學(xué)報》2019年第2期PDF全文）。

     智慧煤礦與智能化開采關(guān)鍵核心技術(shù)分析——為解決煤炭開采面臨的突出問題，找到煤炭開采未來發(fā)展方向和急需突破的關(guān)鍵核心技術(shù)，分析了國內(nèi)外能源結(jié)構(gòu)及煤炭的現(xiàn)狀，指出利用科技進步實現(xiàn)安全高效綠色開采和清潔高效利用是煤炭的發(fā)展方向，建設(shè)智慧煤礦發(fā)展智能化開采是煤炭工業(yè)發(fā)展的必然選擇。提出了智慧煤礦的內(nèi)涵和3個基礎(chǔ)理論問題及研究方向:①數(shù)字煤礦多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一表達(dá)及信息動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系;②復(fù)雜圍巖環(huán)境-開采系統(tǒng)作用機理及設(shè)備群全程路徑和姿態(tài)智能控制的理論基礎(chǔ);③礦井設(shè)備群的系統(tǒng)健康狀況預(yù)測、維護決策機制。提出了建設(shè)智慧煤礦MOS多系統(tǒng)綜合管理、井下機器人群協(xié)同智慧和饋電管理、井下精確定位導(dǎo)航和5G通信管理、地質(zhì)及礦井采掘運通信息動態(tài)管理、視頻增強及實時數(shù)據(jù)驅(qū)動三維場景再現(xiàn)遠(yuǎn)程干預(yù)、環(huán)境及危險源感知與安全預(yù)警系統(tǒng)管理、智能化無人工作面系統(tǒng)管理和全礦井設(shè)備和設(shè)施健康管理八大智能系統(tǒng)管理操作平臺的構(gòu)想，分析了各平臺的功能、特征和關(guān)鍵核心問題，提出了相應(yīng)的建設(shè)路徑和方法;分析了智慧煤礦的構(gòu)成和建設(shè)目標(biāo)，提出了智能化開采的八大核心技術(shù)短板和亟待攻破的關(guān)鍵技術(shù)，提出了技術(shù)層面從數(shù)據(jù)獲取利用、智能決策和裝備研發(fā)3個主要方向進行突破，管理層面從科學(xué)產(chǎn)能布局、專業(yè)化運行服務(wù)和建立新規(guī)范規(guī)程體系等促進發(fā)展的措施，指出了智慧煤礦和智能化開采技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)和實現(xiàn)路徑（發(fā)表于《煤炭學(xué)報》2019年第1期PDF全文）。

     智慧煤礦與智能化開采技術(shù)的發(fā)展方向——指出發(fā)展智慧煤礦是我國煤炭工業(yè)發(fā)展的必由之路，我國煤炭以井工開采為主，在薄煤層、大采高、超大采高、特厚煤層綜放智能化開采方面取得重要進展。提出智慧煤礦應(yīng)基于一套標(biāo)準(zhǔn)體系、構(gòu)建一張全面感知網(wǎng)絡(luò)、建設(shè)一條高速數(shù)據(jù)傳輸通道、形成一個大數(shù)據(jù)應(yīng)用中心、開發(fā)一個業(yè)務(wù)云服務(wù)平臺，面向不同業(yè)務(wù)部門實現(xiàn)按需服務(wù)，構(gòu)建八大智慧系統(tǒng)，并對智慧煤礦智能系統(tǒng)設(shè)計建設(shè)的基本結(jié)構(gòu)和原則進行分析。提出了智慧煤礦當(dāng)前五大重點研發(fā)方向：①精準(zhǔn)地質(zhì)信息系統(tǒng)及隨掘隨采探測技術(shù)與裝備；②智慧煤礦物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與裝備；③巷道智能化快速掘進技術(shù)與裝備；④智能化無人開采關(guān)鍵技術(shù)與裝備；⑤煤礦機器人技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)，對各研發(fā)方向所涉及的關(guān)鍵核心技術(shù)問題進行了具體分析，并提出了研發(fā)的技術(shù)路線與關(guān)鍵裝備。指出智慧煤礦與智能化開采是一個巨系統(tǒng)，應(yīng)遵循系統(tǒng)工程理論和采礦規(guī)律，開發(fā)智慧煤礦巨系統(tǒng)綜合管理開發(fā)式操作平臺，智慧煤礦巨系統(tǒng)操作平臺核心應(yīng)包括：①基于Ethernet/IP的生產(chǎn)過程控制數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)化；②基于Web Service的信息系統(tǒng)跨平臺交互；③煤礦大數(shù)據(jù)采集分析處理平臺；④開放式多系統(tǒng)管理軟件及操作平臺。并根據(jù)智慧煤礦巨系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯，提出建設(shè)“1+8智能操作平臺”，實現(xiàn)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)多信息融合和智能化協(xié)同生產(chǎn)。最后提出了智慧煤礦建設(shè)的總目標(biāo)和階段性實現(xiàn)目標(biāo)及發(fā)展路徑（發(fā)表于《煤炭科學(xué)技術(shù)》2019年第1期PDF全文）。

     煤礦千米深井圍巖控制及智能開采技術(shù)構(gòu)想——深地資源開發(fā)是我國未來科技發(fā)展的重要方向。在分析煤礦千米深井圍巖控制及智能開采技術(shù)現(xiàn)狀和問題的基礎(chǔ)上,圍繞安全、高效開采這一主題,綜合考慮巷道和采煤工作面相互影響,以合理加大工作面長度,實現(xiàn)生產(chǎn)集約化,降低掘進率、提高煤炭回收率為思路,提出要解決的關(guān)鍵科學(xué)問題與技術(shù)構(gòu)想。關(guān)鍵科學(xué)問題有4個:千米深井巷道圍巖大變形機理;巷道圍巖支護―改性―卸壓協(xié)同控制原理;350 m超長工作面應(yīng)力與覆巖結(jié)構(gòu)演化機理;超長工作面多信息融合智能開采模式,為千米深井圍巖控制及智能開采提供理論基礎(chǔ)。針對千米深井巷道圍巖高應(yīng)力、強采動的特點,提出巷道支護―改性―卸壓"三位一體"協(xié)同控制技術(shù),實現(xiàn)高預(yù)應(yīng)力、高強度、高沖擊韌性錨桿主動支護,高壓劈裂注漿主動改性及水力壓裂主動卸壓的"三主動"協(xié)同作用,解決千米深井巷道圍巖控制難題。針對千米深井超長工作面開采過程中覆巖分區(qū)破斷、礦壓動態(tài)遷移的特點,以圍巖控制為核心,研發(fā)液壓支架抗沖擊技術(shù),開發(fā)超長工作面多信息融合的液壓支架自適應(yīng)群組協(xié)同控制技術(shù)與裝備,并系統(tǒng)集成采煤機等其他工作面設(shè)備,最終形成千米深井超長工作面智能開采成套技術(shù)體系,為深部煤炭資源安全、高效、高回收率開采提供理論與技術(shù)保障（發(fā)表于《煤炭學(xué)報》2018年第7期PDF全文）。

     煤炭智能化綜采技術(shù)創(chuàng)新實踐與發(fā)展展望——為推動煤炭智能化開采發(fā)展、加快智慧煤礦建設(shè),在簡述國內(nèi)外自動化、智能化綜采技術(shù)發(fā)展過程基礎(chǔ)上,提出了智能化綜采的概念與內(nèi)涵,介紹了近10a來在智能化綜采技術(shù)和裝備方面的創(chuàng)新實踐,包括:黃陵一礦1.4~2.2m較薄煤層工作面有人巡視、無人操作的智能化開采;金雞灘煤礦8.2m超大采高工作面智能化開采以及特厚煤層智能化綜放開采技術(shù).上述實踐表明:在地質(zhì)條件簡單的煤層中基本能夠?qū)崿F(xiàn)人工遠(yuǎn)程干預(yù)的智能開采模式,復(fù)雜地質(zhì)條件下仍存在技術(shù)瓶頸,有限無人化是智能化開采的切實發(fā)展目標(biāo).展望了綜采智能化發(fā)展的重點方向,指出了智慧煤礦是智能化開采發(fā)展升級的趨勢（發(fā)表于《中國礦業(yè)大學(xué)學(xué)報》2018年第3期）。

     智慧煤礦2025情景目標(biāo)和發(fā)展路徑——智慧礦山是煤炭行業(yè)轉(zhuǎn)變發(fā)展方式、提升行業(yè)發(fā)展質(zhì)量的核心驅(qū)動力,是礦山技術(shù)發(fā)展的最高形式。基于數(shù)字礦山技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀,結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)智慧化特征及要求,給出了智慧礦山概念及內(nèi)涵:將物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、自動控制、移動互聯(lián)網(wǎng)、機器人化裝備等與現(xiàn)代礦山開發(fā)技術(shù)融合,形成礦山感知、互聯(lián)、分析、自學(xué)習(xí)、預(yù)測、決策、控制的完整智能系統(tǒng);到2025年,實現(xiàn)煤礦單個系統(tǒng)智能化向多系統(tǒng)智慧化方向發(fā)展,建立智慧生產(chǎn)、智慧安全及智慧保障系統(tǒng)的基本運行框架,初步形成空間數(shù)字化、信息集成化、設(shè)備互聯(lián)化、虛實一體化和控制網(wǎng)絡(luò)化的智慧煤礦第二階段目標(biāo)。實現(xiàn)礦井開拓、采掘、運通、洗選、安全保障、生態(tài)保護、生產(chǎn)管理等全過程智能化運行。資源開發(fā)利用水平顯著提高,煤礦職業(yè)健康和工作環(huán)境根本改善,礦山生態(tài)恢復(fù)和保護全面實施（發(fā)表于《煤炭學(xué)報》2018年第2期PDF全文）。

     煤炭智能化開采關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新進展與展望——全面總結(jié)了薄煤層和較薄煤層智能化開采、厚煤層大采高和超大采高智能化開采、特厚煤層綜放開采智能化技術(shù)的創(chuàng)新與實踐,分析了存在的不足;提出了綜采裝備適應(yīng)圍巖活動及環(huán)境動態(tài)變化所需攻克的采煤機智能調(diào)高控制、液壓支架群組與圍巖的智能耦合自適應(yīng)控制、工作面直線度智能控制、基于系統(tǒng)多信息融合的協(xié)同控制、超前支護及輔助作業(yè)的智能化控制5項關(guān)鍵技術(shù),為將智能開采由目前的初級階段升級為自學(xué)習(xí)、自決策、自修正的高級階段奠定技術(shù)基礎(chǔ);對煤炭行業(yè)近期、中期和遠(yuǎn)期提出了智能化、有限無人化和流態(tài)化的技術(shù)發(fā)展方向和目標(biāo),展望了可能的發(fā)展路徑及需要突破的關(guān)鍵技術(shù)和發(fā)展方向（發(fā)表于《工礦自動化》2018年第2期PDF全文）。

王國法院士相關(guān)視頻等資料：

1、王國法院士視頻推薦“智能化煤礦建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)專題”http://www.chinacaj.net/i,83,197,0.html （《煤炭科學(xué)技術(shù)》2020年第7期）

2、王國法：加快煤礦智能化發(fā)展 建設(shè)智能+綠色新煤礦 http://www.chinacaj.net/i,83,148,0.html（《煤炭科學(xué)技術(shù)》在線大講壇“煤礦智能化開采論壇”）

3、王國法院士：托起大地的重量  http://www.chinacaj.net/i,83,119,0.html （山東衛(wèi)視）

4、王國法院士：讓智能化開采領(lǐng)跑全球 https://www.xuexi.cn/lgpage/detail/index.html?id=15012048712503689140&item_id=15012048712503689140 （《我是科學(xué)人》）

5、王國法院士全面解讀8m大采高視頻鏈接 http://www.chinacaj.net/i,83,2,0.html （《煤炭科學(xué)技術(shù)》）

6、王國法院士：高考改變了我的人生軌跡 https://www.sohu.com/a/242328089_717281 （《兩院院士憶高考:77級、78級大學(xué)生的高考故事》（湖南大學(xué)出版社））

附王國法院士論文信息：

[1]王國法，任懷偉，龐義輝，等. 煤礦智能化(初級階段)技術(shù)體系研究與工程進展[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2020,48（7）:1-27.

[2]王國法,龐義輝,劉峰,劉見中,范京道,吳群英,孟祥軍,徐亞軍,任懷偉,杜毅博,趙國瑞,李明忠,馬英,張金虎.智能化煤礦分類、分級評價指標(biāo)體系[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2020,48(3):1-13.

[3]王國法,杜毅博.煤礦智能化標(biāo)準(zhǔn)體系框架與建設(shè)思路[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2020,48(1):1-9.

[4]王國法,劉峰,孟祥軍,范京道,吳群英,任懷偉,龐義輝,徐亞軍,趙國瑞,張德生,曹現(xiàn)剛,杜毅博,張金虎,陳洪月,馬英,張坤.煤礦智能化(初級階段)研究與實踐[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2019,47(8):1-36.

[5]龐義輝,王國法,任懷偉.智慧煤礦主體架構(gòu)設(shè)計與系統(tǒng)平臺建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2019,47(3):35-42.

[6]王國法,杜毅博.德國工業(yè)4.0與中國煤機裝備智能制造的發(fā)展[J].煤炭科學(xué)技術(shù),2019,47(3):1-9.

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