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在2019年國家自然科學(xué)基金重點項目“數(shù)字煤礦及智能化開采基礎(chǔ)理論研究”的支持下,，相關(guān)學(xué)者開展了煤礦智能化基礎(chǔ)理論的研究。通過構(gòu)建煤礦數(shù)字邏輯模型,、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理理論方法,、復(fù)雜系統(tǒng)智能控制基礎(chǔ)理論、智能化煤礦系統(tǒng)性維護及智能化開采基礎(chǔ)理論體系,，為煤礦智能決策,、精確控制、可靠性保障奠定了理論基礎(chǔ),。

（二）初步建立煤礦智能化標準體系

（三）提出和實施分類分級智能化煤礦建設(shè)路徑

（四）形成較為成熟的智能化高效開采模式

（五）智能化煤礦建設(shè)示范取得成效

在“煤礦智能化技術(shù)最新研發(fā)成果”部分,，王國法院士分別從智能化煤礦數(shù)字邏輯模型與數(shù)據(jù)推送策略,、煤礦巨系統(tǒng)智能化架構(gòu)與協(xié)同機制、5G＋智能化煤礦系統(tǒng)及應(yīng)用場景,、礦井4D-GIS地理信息系統(tǒng)系統(tǒng),、1.1m薄煤層硬煤大功率高效智能化開采成套技術(shù)與裝備、“掘錨一體機＋錨運破＋大跨距轉(zhuǎn)載” 遠程控制智能快速掘進系統(tǒng)成套技術(shù)與裝備,、智能通風(fēng)系統(tǒng),、井下鋰電池驅(qū)動人車無人駕駛系統(tǒng)及智能調(diào)度系統(tǒng)、固定崗位無人值守系統(tǒng)9個方面做了詳細介紹,。

（一）井下車輛和機器人電動化問題

（二）井下無線發(fā)射功率問題

解決途徑和展望：建議聯(lián)合防爆,、無線通信,、電磁波等相關(guān)領(lǐng)域的優(yōu)質(zhì)資源，集中開展針對電磁波防爆標準限值的基礎(chǔ)性研究,，從防爆機理入手,，對適用于爆炸性環(huán)境的電磁波防爆技術(shù)進行相關(guān)理論研究及基礎(chǔ)試驗研究，提出滿足煤礦井下防爆安全要求的無線射頻設(shè)備安全技術(shù)要求及評估與檢測方法,，進行針對性的全方位研究,。

（三）5G煤礦應(yīng)用場景與生態(tài)問題

截至目前，各大煤礦已結(jié)合自身特點分別在基于5G技術(shù)的高清視頻傳輸,、固定硐室巡檢,、掘進機遠程控制,、多傳感器接入與互聯(lián)等方面做了大量有益的探索。但5G技術(shù)在煤礦的應(yīng)用仍處于網(wǎng)絡(luò)改進層面,；其次,，針對5G煤礦應(yīng)用的場景關(guān)鍵技術(shù)和業(yè)務(wù)模式尚未突破；再者,，相關(guān)軟硬件生態(tài)尚未形成,，難以形成技術(shù)和應(yīng)用爆發(fā)點。

（四）“透明地質(zhì)模型”問題

目前透明地質(zhì)模型構(gòu)建存在高精度實時動態(tài)探查技術(shù)與裝備,、多源地質(zhì)數(shù)據(jù)融合與建模算法,、透明地質(zhì)集成與共享軟件平臺等方面的制約；探查技術(shù)與裝備智能化,、精準化,、實效性、共享性還無法滿足智能化采掘需求,；透明地質(zhì)建模對于多源地質(zhì)數(shù)據(jù)的挖掘不充分，嚴重依賴于點數(shù)據(jù)的內(nèi)插,，建模算法的區(qū)域適配性不足,；透明地質(zhì)模型在與煤礦采掘系統(tǒng)集成應(yīng)用和數(shù)據(jù)共享方面仍缺乏有效的融合聯(lián)動和實時互饋，地質(zhì)預(yù)測預(yù)報缺乏動態(tài)地質(zhì)信息支撐,。

解決途徑與展望：①研發(fā)高精度隨鉆,、隨掘和隨采動態(tài)探查技術(shù)與裝備，實現(xiàn)采掘工作面模型實時動態(tài)更新和預(yù)測預(yù)報,；②研究礦井多源地質(zhì)數(shù)據(jù)融合技術(shù),，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)沉積規(guī)律優(yōu)化插值算法，充分利用地質(zhì)數(shù)據(jù)和適配算法構(gòu)建高精度多屬性地質(zhì)模型,；③研發(fā)一體化透明地質(zhì)軟件平臺,，實現(xiàn)地質(zhì)數(shù)據(jù)的統(tǒng)一存儲、管理和融合,；④采用優(yōu)化插值算法構(gòu)建高精度多屬性模型,，實現(xiàn)實時動態(tài)探查數(shù)據(jù)與地質(zhì)模型的互饋，并與采掘系統(tǒng)深度融合聯(lián)動和數(shù)據(jù)共享,，實時提供并更新采掘截割軌跡及隱蔽致災(zāi)因素預(yù)測預(yù)報,。

（五）智能巨系統(tǒng)兼容協(xié)同問題

煤礦智能化巨系統(tǒng)兼容協(xié)同制約因素主要表現(xiàn)為數(shù)據(jù)標準尚未實現(xiàn)統(tǒng)一、網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議兼容性差,、業(yè)務(wù)系統(tǒng)兼容性較差,、系統(tǒng)間協(xié)同控制兼容性差。

解決途徑與展望：①從全礦井設(shè)計出發(fā),，規(guī)范智能化煤礦數(shù)據(jù)中心,、主干網(wǎng)絡(luò)等,；②實行全面的數(shù)據(jù)標準化；③網(wǎng)絡(luò)傳輸要具有強實時性,，滿足智能系統(tǒng)長時可靠運行的需求,；④系統(tǒng)開放性，對于新建礦井,，所選系統(tǒng)能夠支持多種開采裝備應(yīng)用程序的開發(fā)與部署,。

存在的主要問題為采掘失衡、掘支失衡,、裝備適應(yīng)性差,。

解決途徑與展望：全面提高探、掘,、支,、運、輔等各環(huán)節(jié)的自動化水平,，是智能化掘進發(fā)展的重點,。針對不同礦井和工作面條件，研究開發(fā)不同的設(shè)備配套模式,，在設(shè)備選型前進行專業(yè)化論證,，提高技術(shù)適應(yīng)性；同時,，需要不斷提升基礎(chǔ)工業(yè)水平,，增強設(shè)備可靠性。

（七）采煤工作自動調(diào)高與調(diào)直問題

針對工作面自動調(diào)高的問題,，難點不在于如何調(diào)高,，而在于如何確定調(diào)高的依據(jù)和調(diào)高的策略。

解決途徑與展望：基于兩巷煤巖識別的截割曲線規(guī)劃或者調(diào)高控制策略研究是比較符合現(xiàn)場實際的解決方案之一,。目前待發(fā)展的技術(shù)主要有回采煤層地質(zhì)體三維物探原理與技術(shù),、三維地質(zhì)精細建模技術(shù)、基于三維地質(zhì)精細模型的工作面自動調(diào)高策略等,。同時急需研發(fā)精度可控,、常態(tài)可靠的推移執(zhí)行機構(gòu)和反饋測量傳感裝置。

�,。ò耍�無人操作系統(tǒng)常態(tài)化運行可靠性問題

目前研究的痛點問題主要包括傳統(tǒng)傳感器使用受限,、設(shè)備可靠性相關(guān)傳感手段單一、缺乏故障特征樣本等,。

解決途徑與展望：煤礦智能化系統(tǒng)可靠性技術(shù)架構(gòu)包含了物理設(shè)備層,、信息采集層、數(shù)據(jù)處理層和模型應(yīng)用層,。物理設(shè)備層包括采煤機,、液壓支架,、刮板輸送機、掘進機等設(shè)備,，信息采集層包括數(shù)據(jù)采集與傳輸,；數(shù)據(jù)處理層包括數(shù)據(jù)清洗、特征提取及結(jié)果存儲等,；模型應(yīng)用層包括健康狀態(tài)評估,、剩余壽命預(yù)測、維護決策等,。

（九）ABCD＋煤礦技術(shù)體系問題

（十）柔性煤炭生產(chǎn)供給體系問題

主要問題為調(diào)節(jié)空間受限,、影響煤炭企業(yè)正常生產(chǎn)工序、影響煤炭企業(yè)總收入,、煤礦安全隱患增加等,。

這項研究得到了國家自然科學(xué)基金重點資助項目、中國煤炭科工集團科技專項重點資助項目的資金支持,。