为保障冲击地压智能化防治的顺利实施,当前阶段在以下几个方面还应重点加强研究。
(1)基于动静态关联数据挖掘的智能决策技术。 以矿井大数据及三维精细化模型为依托,依靠高效 能的决策模型,实现对冲击危险性评价、防治方案设 计、监测预警分析、卸压解危控制、危险区域防冲管 理的智能化控制。 研究矿井地质资料、开采条件等静态信息为主的数据挖掘技术,建立以全国冲击地 压矿井进行工程类比的智能化评价方法。 构建冲击地压防治专家知识库,根据矿井条件自主选择防治方案,并根据现场反馈问题,进行方案实时优化。 在 矿井海量监测数据分析基础上,实现对危险趋势的 智能判断,并发出预警。 建立冲击地压监测数据与开采行为之间的信息关联平台,根据开采强度-冲 击危险推理算法,控制开采进尺。 整个决策过程中, 既需要矿井大数据的融合分析,又离不开技术专家的防治思想,通过系统的不断自我学习达到最优 效果。
(2)前端数据融合的冲击地压协同监测技术。 根据以往研究成果,冲击地压发生过程中,不同监测 系统都会对该事件产生相应的反应,这也表明不同 监测系统之间数据是有所关联的。如微震发生前后,地音监测数据会出现较为明显变化,而对应区域 的应力监测数据也会有所波动,若微震能量较大,围 岩变形数据会产生跳跃变化。 因此,如何实现各监测系统在前端时刻的数据融合对冲击地压监测预警有着重要意义。当前各冲击地压监测系统都是孤岛且互不关联,综合预警平台只是将各系统的监测 结果进行简单的加权综合,而通过前端数据融合技术,能够探索监测数据的深层含义,让每组数据都相 互关联、相互印证,如此综合分析所得到的结果将更 有助于实现冲击地压的准确预警。
(3)卸压技术及装备自动化、智能化技术。 当前 冲击地压卸压方法包括大直径钻孔、爆破卸压、水力压裂等方法,无一例外都依靠钻机进行施工。 目前最新的自动化钻机已具备自动装卸钻杆的功能,但在智能化的实现道路下亟待以下技术的发展:钻进过程中的随钻数据测量及采集、钻机自主移动及定位、钻机钻进过程的智能分析与决策等。 目前针对顶板处理的深孔爆破技术还无法实现自动化甚至机械化,从现有技术来看,顶板水力压裂技术及衍生而来的钻-切-压一体化技术将是未来实现顶板处理技术自动化、智能化的最可能手段。
(4)巷道修护机器人技术。 实现巷道修护机器人化是保障工作面安全出口畅通和避免人员暴露于冲击危险环境下的重要途径。 该技术将建立在巷道 围岩变形量精准监测和修护机器人群组精准配合的基础之上。 机器人化智能修护系统通过接收巷道围岩变形数据,确定巷道变形位置,完成自我移动、破 煤、装煤、运煤和支护等关键环节,实现巷道危险区域无人值守、远程监控、自主决策的机器人智能修护。
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