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第 44 卷第 1 期煤 炭 学 报Vol. 44 No. 1 2019 年1 月JOURNAL OF CHINA COAL SOCIETYJan. 2019 移动阅读 于斌,徐刚,黄志增,等. 特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构[J]. 煤炭学报,2019,44142-53. doi10. 13225/ j. cnki. jccs. 2018. 5050 YU Bin,XU Gang,HUANG Zhizeng,et al. Theory and its key technology framework of intelligentized fully-mechanized caving mining in extremely thick coal seam[J]. Journal of China Coal Society,2019,44142-53. doi10. 13225/ j. cnki. jccs. 2018. 5050 特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构 于 斌1,徐 刚2,3,黄志增2,3,郭金刚1,李 政4,李东印5,王世博6, 孟二存2,潘卫东7,牛剑峰8,薛吉胜2,3,赵铁林2 1. 大同煤矿集团有限责任公司,山西 大同 037003; 2. 天地科技股份有限公司 开采设计事业部,北京 100013; 3. 煤炭科学研究总院 开采研究 分院,北京 100013; 4. 兖矿集团有限公司,山东 济宁 273500; 5. 河南理工大学 能源科学与工程学院,河南 焦作 454000; 6. 中国矿业大学 机 电工程学院,江苏 徐州 221008; 7. 中国矿业大学北京 资源与安全工程学院,北京 100083; 8. 北京天地玛珂电液控制系统有限公司,北京 100013 摘 要综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来 综放开采技术发展的重要方向。 在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上, 围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤 冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科 学问题和技术构想。 针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能 协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采 放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。 攻克特厚 煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光 谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面“采-支-放-运”系 统智能协调控制技术五项关键技术。 突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识 别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500 万 t 智能化综放开采示范工程。 最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效 开发提供可靠的技术支撑。 关键词特厚煤层;智能综放;群组放煤;采放协调;煤矸识别;控制装备 中图分类号TD821 文献标志码A 文章编号0253-9993201901-0042-12 收稿日期2018-07-02 修回日期2018-12-20 责任编辑常 琛 基金项目国家重点研发计划资助项目2018YFC0604500 作者简介于 斌1962,男,黑龙江海伦人,教授级高级工程师,博士。 Tel0352-7868878,E-mailyubin0352163. com Theory and its key technology framework of intelligentized fully-mechanized caving mining in extremely thick coal seam YU Bin1,XU Gang2,3,HUANG Zhizeng2,3,GUO Jingang1,LI Zheng4,LI Dongyin5,WANG Shibo6, MENG Ercun2,PAN Weidong7,NIU Jianfeng8,XUE Jisheng2,3,ZHAO Tielin2 1. Datong Coal Mine Group Company,Datong 037003,China; 2. Coal Mining and Designing Department,Tiandi Science and Technology Co. ,Ltd. ,Bei- jing 100013,China; 3. Coal Mining and Designing Branch,China Coal Research Institute,Beijing 100013,China; 4. Yankuang Group Company Limited, Jining 273500,China; 5. School of Energy Science and Engineering,Henan Polytechnic University,Henan 454000,China; 6. School of Mechanical and E- lectrical Engineering,China University of Mining 7. School of Resource and Safety Engineering,China University of Mining and Technology Beijing,Beijing 100083,China; 8. Beijing Tiandi-Marco Electro-Hydraulic Control System Co. ,Ltd. ,Beijing 100013,China 第 1 期于 斌等特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构 AbstractFully-mechanized caving mining is the main technical way to achieve a high yield and high efficiency in coal production at extremely thick coal seam area in China. Intelligent fully-mechanized caving mining is one important development direction for fully-mechanized caving mining technology in the future. By analyzing the technology and problem of intelligent fully-mechanized caving mining in extremely thick coal seam with a ten-million-ton production level,this study focuses on the theme of safety,efficiency and intelligence,and the interaction between top coal body of extremely thick coal seam and overlying strata. Also,the study aims to understand the caving theory of extremely thick coal seam,realize intelligent caving mining in fully-mechanized caving face,reduce involving stone rate,and increase recovery rate. Therefore,the key scientific problems and technical ideas for solving the problems are proposed. To over- come the problems of the intelligent identification of coal gangue,the intelligent control of caving mining,and the intel- ligent coordination system of “mining-supporting-caving-transiting” in fully-mechanized caving mining,the study has condensed three scientific problems,i. e. ,the crushing and caving mechanism of large scale top coal body,the about the coordination control of intelligent mining and caving and the principle of caving control. The study has solved five key technological problems as follows① the technology and decision technology of intelligent caving mining process of group collaborative in extremely thick coal seam;② the real-time monitoring technology of top coal thick- ness and caving coal quantity;③ coal gangue detection technology which combined shock vibration with high spectra; ④ intelligent caving coal equipment and control technology of multimodal fusion;⑤ intelligent coordination control technology of “mining-supporting-caving-transiting” system in a fully-mechanized caving mining face. This study over- comes the bottleneck of technology and equipment on intelligent fully-mechanized caving mining in extremely thick coal seam. As a result,the study has developed a coal gangue detection device,the control system and software of intel- ligent caving coal control,and solved the problems of mining and caving coordination,coal gangue detection and caving mining group. A demonstration project of intelligent fully mechanized caving mining with annual output of 15 million tons has been implemented. Finally,the intelligent fully-mechanized caving mining in extremely thick coal seam is re- alized,which provides a case and a reliable technical support for the future safe and efficient development of extremely thick coal seam. Key wordsextremely thick coal seam;intelligent fully-mechanized caving mining;group top-coal caving;mining and caving coordination;coal and gangue detection;control equipment 煤炭是我国的主体能源,特厚煤层储量丰富且主 要采用综放开采方法,实现特厚煤层安全高效开采对 保障我国煤炭持续供应意义重大。 经过国家“九 五”、“十五”、“十一五”技术攻关,我国综放开采技术 已达到世界领先水平[1-5],出现了潞安、兖州、阳泉、 大同等以综放开采为主的大型高产高效矿区,部分综 放工作面年产量已达到 1 000 万 t。 国家“十三五”规 划将“加快推进煤炭无人开采技术研发和应用”列入 能源领域重点工程,国家安全生产监督管理总局开展 的“机械化换人、自动化减人”科技强安专项行动为 煤炭行业科技创新指明了方向,特厚煤层实现智能化 综放开采将成为重要的发展趋势[6-12]。 目前综放开采仍采用人工放煤方式,放煤的智能 化是制约智能化综放开采的主要技术瓶颈,由于国内 外在智能放煤理论、煤矸智能识别、智能放煤控制等 关键技术领域尚未取得突破,亟待研发新技术和新装 备解决这些难题。 为此,本文基于国家重点研发计划 项目“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术 及示范”,分析了特厚煤层智能化综放开采技术现状 及存在的关键科学技术问题,提出智能化综放开采理 论与技术构想及研发思路。 1 智能化综放开采技术现状 1． 1 国外研究现状 综放开采技术 20 世纪 50 年代末起源于欧洲,此 后由于各种原因在国外逐渐消失。 目前国外仅在土 耳其、孟加拉国、澳大利亚等少数几个国家有相关应 用且大多为国内综放技术的输出应用,如兖矿集团有 限公司将综放开采技术应用到其澳大利亚澳思达矿 并探索了基于时间控制的自动化放煤方式。 因此,国 外在智能化综放开采领域鲜有开展相关研究。 相反, 国外自 21 世纪初至今,以惯性导航技术、热红外线煤 岩识别技术、虚拟现实技术、多传感器技术为代表的 综采工作面自动化技术使综采工作面的智能化成为 可能,也为智能化综放开采技术的研究提供了一定的 技术借鉴[13]。 34 煤 炭 学 报 2019 年第 44 卷 1． 2 国内研究现状 综放开采技术在我国真正获得发展并逐步成熟, 从 20 世纪 80 年代的引进试验,验证了放顶煤开采实 现高产高效的可行性,到 90 年代初期以兖矿兴隆庄 矿综放面年产突破 300 万 t 及复杂煤层综放开采技 术的应用为标志,综放开采技术在国内快速发展应 用;从“十五”期间兖州矿区“600 万 t 综放工作面设 备配套与技术研究”项目的完成,创造了国内外综放 开采单产、工效和采出率的最高记录,到“十一五”期 间针对 14 20 m 特厚煤层开发的大采高综放开采成 套技术与装备,工作面年产达到 1 000 万 t,我国综放 开采技术水平已处于国际领先水平。 目前综放开采 技术已经成为我国特厚煤层矿区实现高产高效的主 要技术途径[14-20]。 在智能化综放开采相关技术领域,近年来国内进 行了初步的探索试验,如兖矿兴隆庄煤矿试验程序 控制与人工补放结合的放煤方式;潞安王庄煤矿试验 研究了声音频谱煤矸识别技术;中国矿业大学进行了 基于声波的放顶煤过程自动控制系统实验研究;北京 天地玛珂电液控制系统有限公司试验了记忆放顶煤 方式。 这些试验研究虽取得了一定的认识,但在关键 技术领域未取得实质性的突破,不能适应智能化综放 开采现场需求。 综上,综放开采的智能化尚处于试验探索阶段, 主要存在智能放煤理论空白,煤矸智能识别、放煤智 能控制等关键技术尚未突破,亟待研发新技术和新装 备解决这些难题。 2 特厚煤层智能化综放开采关键科学技术问 题 项目以“智能群组放煤机理智能放煤方法 煤矸精准识别技术智能放煤控制技术及装备工 程示范”为主线,将采矿学、人工智能、机械工程等学 科有机结合,围绕关键科学问题,开发千万吨级特厚 煤层智能化综放开采关键技术及装备,并进行工程示 范,研究方法和思路如图 1 所示。 采用理论分析、实 验模拟、数值仿真和现场试验相结合的综合研究方 法,研究以下几个方面的科学技术问题 图 1 研究方法及思路 Fig． 1 Research s and ideas 1特厚煤层智能化综放开采大尺度顶煤体破 碎与冒放机理。 研究智能综放工作面覆岩结构破断 规律影响下的大尺度顶煤体运移规律、破碎机理,进 而分析煤矸块度分布特征及煤矸分界面形态,结合智 能群组放煤规律揭示顶煤体冒放机理。 2特厚煤层智能化采放协调控制机理。 开展 特厚煤层综放面在不同开采环境下的采放高度协 调与放煤步距协调研究;研究特厚顶煤采放工艺流 程与采放工艺各工序受控因素、触发条件、运行过 程;研究多放煤口群组放煤过程与煤矸界面形态演 变映射关系;研究多变量、多约束条件下,运用人工 智能技术实现特厚煤层采放协调控制、群组协同放 煤的原理。 3特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制 原理。 建立综放支架放煤机构开口度与放煤量的控 制算法模型,以后部刮板输送机运输量为设计依据, 建立多放煤口的群组放煤量与后部刮板输送机总体 运量的关系模型,以后部刮板输送机总体运量为控制 44 第 1 期于 斌等特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构 目标,建立智能化放煤自适应控制模型,以激光扫描 煤流量信息为检测手段,通过机器学习对模型进行训 练,使控制目标达到最优化。 4特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术。 创建基于放煤环境多变量综合感知与分析的多源信 息数据库,运用大数据挖掘技术分析采放协调具体关 系,研究多放煤口不同群组配合关系,建立基于深度 学习的特厚煤层采放协调智能放煤工艺模型,通过放 煤工艺模型在线学习与优化,实现特厚煤层采放协调 控制、群组协同放煤。 5融合煤矸冲击振动和高光谱的煤矸精准识 别技术。 建立强噪声环境下煤矸冲击振动信号特征 参量识别技术,建立基于高光谱煤矸识别技术,通过 融合煤矸冲击振动与高光谱信号,形成“耳听、目测” 的煤矸仿生识别技术体系。 6基于激光三维扫描的放煤量实时监测技术。 基于激光三维扫描方法精确测量高煤尘、低照度环境 下放煤口煤流动态信息,建立放煤口煤流运动速度、 刮板机堆煤几何信息与放煤量间的动态耦合模型,实 现放煤量的智能监测。 7基于探地雷达的顶煤厚度在线探测技术。 确定探地雷达信号在煤层中传播时的最优中心频率, 创建基于探地雷达信号的顶煤厚度精确计算方法,建 立顶煤厚度精确计算的数学模型,实现顶煤厚度的准 确探测。 8多模式融合的智能化放煤装备及控制技 术。 智能化放煤装备包括智能放煤控制器、隔爆电 源、高效放煤机构、高精度倾角传感装置、行程传感 装置、压力传感器、测高传感器、快慢速液压阀、煤 矸识别传感器、视频监控装置、隔爆计算机、远程操 作台等。 基于采煤工艺的自动化放煤控制模式、煤 矸识别信息的自动化放煤控制模式和基于采放协 调智能放煤工艺模型的自动化放煤控制模式进行 系统融合,形成多种控制模式相融合的智能化放煤 控制方法与控制技术。 3 特厚煤层智能化放煤理论探讨 3． 1 特厚煤层智能化综放工作面群组放煤理论 特厚煤层智能综放开采工作面,在开采效率的大 幅提升的同时,工作面存在采场空间大、开采强度高、 顶煤体尺度大等特点[21-23],目前的理论不能科学解 释大尺度顶煤体的破碎机理及智能化群组放煤规律。 对特厚煤层智能化综放工作面覆岩结构破断演化过 程、顶煤体运移规律及破碎机理、煤矸混移规律及相 互作用机理、大尺度顶煤体智能群组放煤规律方面开 展研究,构建特厚煤层智能化综放开采群组放煤理 论,为实现智能化放煤提供理论支撑,为此将开展 4 个方面研究工作。 1通过开发特厚煤层综放开采覆岩破断模拟 实验平台图 2,研究大采场空间、高强度开采条件 下覆岩结构破断演化过程,并与现场微震监测系统实 测结果验证图 3;建立采场覆岩结构力学模型,研 究覆岩结构破断失稳形式及失稳判据;基于覆岩结构 力学模型建立顶煤体动载荷计算方法,研究在覆岩结 构破断动载荷影响下顶煤体中应力分布规律。 图 2 特厚煤层综放开采覆岩破断模拟实验平台 Fig． 2 Simulation test plat for overlying strata breaking in fully mechanized caving of extra-thick coal seam 图 3 微震事件与顶板破坏特征对应关系[24] Fig． 3 Microseismic event corresponds to the roof failure feature[24] 2建立特厚煤层综放开采数值计算模型,研究 大尺度顶煤体的分区运移演化过程结合新型高精度 顶煤运移追踪仪追踪顶煤运移轨迹,揭示顶煤体空间 运移规律,顶煤运移追踪仪开发方案和示意图 4, 5;采用实验和数值计算方法模拟研究真实采动应 力环境下顶煤体内部的裂隙扩展规律;结合以上研究 成果建立大尺度顶煤体的力学结构模型,研究不同分 区顶煤的破坏动力机制,进而揭示特厚顶煤体的破碎 机理。 3开展顶煤破碎放出实验,反演放出煤、矸块 体原空间位置,统计分析放出煤、矸块度大小,揭示大 采场空间、高强度开采条件下特厚煤层综放开采煤、 54 煤 炭 学 报 2019 年第 44 卷 图 4 顶煤运移追踪仪开发技术方案 Fig． 4 Top coal migration tracker development technical plan 图 5 新型高精度顶煤运移追踪仪示意 Fig． 5 Top-coal movement tracking instrument with high precision 图 6 三维数值模拟实验模型及放出体、煤矸分界面反演[25] Fig． 6 Three-dimensional numerical simulation model and the inversion of the drawing body and boundary of top-coal[25] 矸块度空间分布特征;开展不同煤矸块度,不同煤岩 厚度、不同放煤工艺条件下放煤实验,同时进行离散 元模拟,揭示特厚煤层综放工作面放煤后形成的煤矸 分界面空间特征及反演放出体的三维形态图 6;基 于散体力学,研究煤矸块体互相作用机理。 4建立智能化综放工作面群组放煤分析模型, 研究群组放煤口宽度、高度尺寸与待放顶煤体形成的 结构以及顶煤采出率的对应关系图 7;采用连续- 非连续数值模拟软件,研究顶煤体的介质转化全过 程,提出一套特厚煤层智能化综放开采群组极限放煤 高度的评价方法。 图 7 待放顶煤体形成结构示意[17] Fig． 7 Schematic diagram of the structure ed by the caving coal[17] 3． 2 特厚煤层智能化采放协调控制理论 本部分研究思路如图 8 所示,选取典型综放工 作面,找出特厚煤层综放开采条件下影响采煤效率 及顶煤采出率的多种采放工艺模式;针对每种采放 工艺模式,分析各工序基本逻辑关系与协调机制及 影响采放协调性及顶煤回收效果的关键影响因素, 并衡量各因素影响程度;建立基于各影响因素约束 下的局部优化理论模型;从智能决策控制角度出 发,利用合适的人工智能技术,集成各局部理论模 型,建立综合优化智能决策理论模型,解决多变量 多约束条件下的放煤工艺生成逻辑与智能决策机 制问题,如图 9 所示。 3． 3 自动化群组精准放煤控制原理 建立综放支架放煤机构开口度与放煤量的控制 算法模型,以后部刮板输送机运输量为设计依据,建 立多放煤口的群组放煤量与后部刮板输送机总体运 量的关系模型,以后部刮板输送机总体运量为控制目 标,建立智能化放煤自适应控制模型,以激光扫描煤 流量信息为检测手段,通过机器学习对模型进行训 练,使控制目标达到最优化图 10。 4 特厚煤层智能化综放开采关键技术构想 4． 1 特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术 基于特厚煤层智能化采放协调控制理论,建立 采放协调智能放煤工艺模型,具体包括搭建多源信 息数据库,运用数据挖掘技术建立基于采放协调与 群组协同的逻辑关系,运用人工智能技术及工具搭 建采放协调智能放煤工艺模型图 11,研究思路 如图 12 所示。 64 第 1 期于 斌等特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构 图 8 智能化采放协调控制研究技术路线 Fig． 8 Technology route of research on intelligent coordination control for mining and top coal caving 图 9 智能决策控制算法适应性测试平台 Fig． 9 Adaptability test plat for intelligent decision control algorithms 图 10 智能化放煤控制系统模型 Fig． 10 Model diagram of coal caving control system 74 煤 炭 学 报 2019 年第 44 卷 图 11 特厚煤层综放开采多源信息数据库技术路线 Fig． 11 Technology route of multi-source ination database for top coal caving on extra-thick coal seam 图 12 采放协调智能放煤工艺模型及优化技术路线 Fig． 12 Technology route of coordinated and intelligent model for mining and top coal caving process 4． 2 特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术 研究探地雷达信号在煤层中传播时的最优中 心频率,创建基于探地雷达信号的顶煤厚度精确 计算方法,建立顶煤厚度精确计算的数学模型,实 现顶煤厚度的准确探测,探地雷达原理如图 13 所 示。 在实施智能开采前如何评价工作面地质赋存 条件的适应程度,预判工作面在开采过程中潜在 可能出现的问题及相应技术措施。 基于激光三维 扫描方法精确测量高煤尘、低照度环境下放煤口 煤流动态信息,激光扫描技术如图 14 所示,建立 放煤口煤流运动速度、刮板机堆煤几何信息与放 煤量间的动态耦合模型,实现放煤量的智能监测, 煤量在线监测如图 15 所示。 4． 3 冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术 本部分研究思路和技术路线如图 16 所示,煤 矸识别是综采放顶煤开采的关键核心技术,对煤炭 采出率及回收煤炭质量具有重要影响。 通过研究 煤矸冲击振动信号分析方法和特征提取算法,构建 基于煤矸冲击振动信号识别方法和装置;通过研究 图 13 探地雷达在煤层、矸石层和岩层中传播路线示意 Fig． 13 Diagram of GPR in coal seam,gangue layer and rock layer 煤矸高光谱数据预处理与光谱特征参量提取算法, 构建基于高光谱的煤矸识别方法和装置图 17; 通过研究煤矸冲击振动与高光谱信号融合方法,获 得融合煤矸冲击振动与高光谱的煤矸精准识别技 术和装置,实现放煤过程煤矸混合率“耳听、目测” 的精准识别,识别率不低于 90 。 84 第 1 期于 斌等特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构 图 14 激光扫描技术煤流截面测量原理 Fig． 14 Schematic diagram of coal flow section measurement with laser scanning technology 图 15 放煤量在线监测装置研制原理 Fig． 15 Schematic diagram of online monitoring device for top coal 图 16 融合煤矸冲击振动与高光谱的煤矸精准识别研究思路与技术路线 Fig． 16 Research idea and technical route of accurate identification of coal gangue with impact vibration and hyperspectral 4． 4 多模式融合的智能化放煤装备及控制技术 智能化放煤装备包括智能放煤控制器、隔爆电 源、高效放煤机构、高精度倾角传感装置、行程传感装 置、压力传感器、测高传感器、快慢速液压阀、煤矸识 别传感器、视频监控装置、隔爆计算机、远程操作台 等。 将基于采煤工艺的自动化放煤控制模式、基于煤 矸识别信息的自动化放煤控制模式和基于采放协调 智能放煤工艺模型的自动化放煤控制模式进行系统 融合,形成多种控制模式相融合的智能化放煤控制方 法与控制技术图 18。 4． 5 综放工作面“采-支-放-运”系统智能协调控制 技术 开发特厚煤层智能化综放工作面基于放煤机构 精准控制、工作面直线度智能化控制、后部刮板输送 94 煤 炭 学 报 2019 年第 44 卷 图 17 融合煤矸冲击振动与高光谱的煤矸识别硬件系统结构 Fig． 17 Structure of the hardware system for coal gangue identification combining vibration and hyperspectrum 图 18 智能放煤控制示意 Fig． 18 Schematic diagram of coal caving control 机煤流量控制[26],融合煤矸辨识信息、顶煤体量探测 信息、煤流量激光扫描信息和采放协调智能群组放煤 工艺模型的智能群组放煤控制系统,实现综放工作面 三机自动化智能协同,实现综放工作面“采-支-放- 运”系统环节智能自适应,最终实现综放工作面“有 人值守、无人操作”图 19。 5 结论与展望 1智能化综放开采是特厚煤层开采技术发展 的关键方向。 针对特厚煤层综放开采存在的煤矸智 能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能协 调等技术难题,提出了 3 个关键科学问题特厚煤层 智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理;特厚煤 层智能化采放协调控制机理与方法;特厚煤层智能综 放开采群组放煤过程控制原理。 2针对特厚煤层智能综放开采工作面存在的 采场空间大、开采强度高、顶煤体尺度大等特点,深入 研究智能化综放工作面大采场空间、高强度开采条件 下覆岩破断运移规律、大尺度顶煤体运移及破碎机 理、煤矸混移及群组放煤规律。 攻克采放协调与群组 协同放煤技术,实现多变量条件下的智能化采放协调 控制与多放煤口群组协同放煤。 3针对智能化群组放煤工作面存在的放煤状 态感知难题,开发以冲击振动与高光谱融合的煤矸精 准识别技术、放煤量激光三维扫描实时监测技术和基 于探地雷达的放顶煤厚度在线探测技术,实现放煤过 程中放煤量和混矸率的智能感知。 4针对智能化综放工作面放煤工艺的智能决 05 第 1 期于 斌等特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构 图 19 “有人值守、无人操作”生产模式 Fig． 19 Production mode of “manned and unoperated” 策与控制指令的准确实施等关键环节,研制高效放煤 机构及其精准控制技术、综放工作面后部刮板输送机 直线度和煤流负荷平衡协调控制技术、研制智能放煤 控制系统,实现综放工作面智能化放煤。 5根据不同采放参数与顶煤冒放性的关系,研 究多要素驱动的装备配套方法,研制超大采高综放开 采新型液压支架,开发强扰动三级放煤机构,完成大 运量、高煤流运输效率的设备选型配套,实现特厚煤 层智能化综放开采装备群“采-支-放-运”系统协调 运行。 致谢 本文在完成过程中,得到了国家重点研发 计划“千万吨级特厚煤层智能化综放开采关键技术 及示范”2018YFC0604500参加单位及相关人员的 大力支持,在此一并表示感谢 参考文献References [1] 于斌,夏洪春,孟祥斌. 特厚煤层综放开采顶煤成拱机理及除拱 对策[J]. 煤炭学报,2016,4171617-1623. 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