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2. 天地科技股份有限公司开采设计事业部3. 煤炭科学研究总院开采研究分院4. 兖矿集团有限公司5. 河南理工大学能源科学与工程学院6. 中国矿业大学机电工程学院7. 中国矿业大学(北京)资源与安全工程学院8. 北京天地玛珂电液控制系统有限公司

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;