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安徽省煤炭安全智能精准开采工程实验室

2021年08月17日 20:05  点击:[]


煤炭安全精准开采工程实验室于2017年获安徽省发改委批准建设,依托单位为安徽理工大学,实验室联合单位为中煤新集集团、煤炭开采国家工程技术研究院,实验室主任为袁亮院士。

实验室建设背景

我国煤炭行业面临着地质构造复杂,自然发火、高瓦斯、煤与瓦斯突出煤层多、开采难度大等问题,且深部煤炭开采基础研究薄弱,大部分煤矿煤炭开采存在信息化程度不高、用人多、效率低以及安全不可靠等问题,使得煤炭行业在满足国家能源需求、促进社会进步的同时也付出了巨大的代价。不仅如此,煤炭开采引起采矿区地表沉陷、水污染、植被破坏等环境问题也日益突出。

实验室建设方向

针对煤炭深部开采面临的科学问题,深入开展基础性、前瞻性研究,以多物理场耦合研究为基础,以少人(无人)开采技术为支撑,以数字化、信息化为重要手段,将不同地质条件的煤炭开采扰动影响、致灾因素、开采引发生态环境破坏等统筹考虑,建立时空上准确高效的煤炭无人(少人)智能开采与灾害防控一体化的未来采矿新模式,实现煤炭精准绿色安全开采、资源回收率达国际领先水平。运用现代化信息技术改造传统采矿,推动煤炭产业变革,提高煤炭安全开采水平,实现煤炭工业的可持续发展,为推动区域经济发展,实现国家能源重大发展战略发挥作用。

主要研究方向

煤炭安全精准开采工程实验室针对煤炭深部开采面临的科学问题,深入开展基础性、前瞻性研究,主要研究方向为:

(1)煤矿隐蔽致灾因素动态智能探测

精确掌握开采地质条件是煤矿安全开采的重要保障。该方向将地理空间服务技术、互联网技术、CT扫描技术、VR技术等积极推向矿山可视化建设,打造具有透视功能的地球物理科学支撑下的“互联网+矿山”,对深部复杂地质条件煤层赋存进行真实反演,实现断层、陷落柱、矿井水、瓦斯等隐蔽致灾因素进行精确定位。

(2)基于大数据云技术多相多场耦合致灾机理

煤炭井下开采涉及应力场、裂隙场、渗流场等诸多问题,采场及开采扰动区地应力、瓦斯压力、瓦斯涌出量、裂隙发育区等信息准确获取至关重要。研究采场及开采扰动区多源信息采集、传感、传输,基于大数据云技术的多源海量动态信息评估与筛选机制,建立基于大数据的煤炭开发多场耦合及灾变理论模型,采用“三位一体”科学研究手段,基于大数据技术自动分析、生成监测数据异常特征提取模型,研究煤矿灾害致灾机理及灾变理论模型。

(3)远程可控的无人智能精准开采技术与装备

煤矿机械化、自动化、信息化和智能化程度以及井下人数很大程度上决定了矿井的现代化水平和安全状况。远程可控的少人(无人)开采技术与装备是实现煤炭精准开采的必需技术手段。该方向以采煤机记忆截割、液压支架自动跟机及可视化远程监控等技术与装备为基础,以生产系统智能化控制软件为核心,研发远程可控的少人(无人)精准开采技术与装备。

(4)深度感知灾害前兆信息准确识别与安全预警平台

动态复杂多场多参量信息挖掘分析与融合处理技术可为煤炭精准开采系统提供智能决策、规划,提高系统反应的快速性和准确性。该方向将突破多源异构数据融合与知识挖掘难题,创建面向煤矿开采及灾害预警监测数据的共用快速分析模型与算法,创新煤矿安全开采及灾害预警模式。将探索具有推理能力及语义一致性的多场耦合复合灾害知识库构建方法,建立适用于区域性煤矿开采条件下灾害预警特征的云平台。

通过以上研究与攻关,最终实现地面远程控制的智能化、自动化、信息化和可视化,实现煤炭开采的少人(无人)、精确、智能感知和灾害智能监控预警与防治。

 

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