為持續(xù)推進(jìn)智能礦山建設(shè)和技術(shù)創(chuàng)新，發(fā)揮創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈間的橋梁和紐帶作用，《智能礦山》雜志策劃了“智能礦山零距離”品牌活動(dòng)。

第8期“智能礦山零距離”走進(jìn)中煤科工集團(tuán)重慶研究院卓越團(tuán)隊(duì)——煤礦井下智能鉆探技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，特邀中煤科工集團(tuán)重慶研究院王清峰研究員介紹團(tuán)隊(duì)在智能化鉆探領(lǐng)域的最新技術(shù)成果及應(yīng)用實(shí)踐。

為方便廣大同仁更好地學(xué)習(xí)借鑒、交流合作，編輯部整理了第8期“智能礦山零距離”對(duì)話視頻集錦。

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團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介

中國(guó)煤炭科工集團(tuán)煤礦井下智能鉆探技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)（以下簡(jiǎn)稱團(tuán)隊(duì)），隸屬于中煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司（以下簡(jiǎn)稱重慶研究院）。團(tuán)隊(duì)通過(guò)承擔(dān)智能鉆進(jìn)領(lǐng)域的重大專項(xiàng)、重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等重大項(xiàng)目凝聚而成，重點(diǎn)攻克煤礦井下智能鉆進(jìn)裝備研發(fā)、智能鉆進(jìn)技術(shù)及鉆探工藝開(kāi)發(fā)等難題，是中國(guó)煤炭科工集團(tuán)在煤礦安全領(lǐng)域前沿技術(shù)的代表，肩負(fù)著引領(lǐng)智能鉆探行業(yè)發(fā)展的重任。

團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人辛德忠，任中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家，第四屆煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)委員，煤礦機(jī)械與維修制造專家委員會(huì)委員；核心成員王清峰任中國(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)鉆探工程委員會(huì)委員。團(tuán)隊(duì)成員學(xué)科布局合理，碩士及以上學(xué)歷占比90%；近5年發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇，其中SCI/Ei檢索12篇；授權(quán)發(fā)明專利128項(xiàng)，獲中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)，省部級(jí)及全國(guó)行業(yè)協(xié)會(huì)一等獎(jiǎng)4 項(xiàng)、二等獎(jiǎng) 13 項(xiàng)。2017 年獲重慶市科委批準(zhǔn)成立“重慶市礦山智能鉆探工程技術(shù)研究中心”；2020年入選重慶英才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范團(tuán)隊(duì)，2022年入選中國(guó)煤炭科工集團(tuán)科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，獲“2022年度全國(guó)煤礦智能化卓越團(tuán)隊(duì)”榮譽(yù)稱號(hào)。

?卓越團(tuán)隊(duì) | 中國(guó)煤科重慶研究院煤礦井下智能鉆探技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)——煤礦安全開(kāi)采的“守護(hù)者”

特邀嘉賓 王清峰

王清峰，研究員，博士生導(dǎo)師，中國(guó)煤炭科工集團(tuán)二級(jí)首席科學(xué)家，現(xiàn)任煤科工集團(tuán)重慶研究院有限公司鉆探分院副院長(zhǎng)，兼任重慶市礦山智能鉆探技術(shù)工程研究中心主任、煤炭工業(yè)技術(shù)委員會(huì)煤礦智能化與新技術(shù)專家委員會(huì)委員、中國(guó)煤炭學(xué)會(huì)鉆探工程委員會(huì)委員、煤礦安全標(biāo)委會(huì)瓦斯防治技術(shù)及設(shè)備分會(huì)委員，入選重慶市科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才，獲重慶市“最美科技工作者”榮譽(yù)稱號(hào)。長(zhǎng)期從事煤礦災(zāi)害防治鉆探技術(shù)及裝備的研究工作，主持國(guó)家科技重大專項(xiàng)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃及省部級(jí)等項(xiàng)目10余項(xiàng)。成果受邀參加“十三五”國(guó)家科技創(chuàng)新成就展，入選重慶市首臺(tái)（套）重大技術(shù)裝備，入選國(guó)家級(jí)制造業(yè)單項(xiàng)冠軍。以第1起草人制定5項(xiàng)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，獲中國(guó)專利優(yōu)秀獎(jiǎng)1項(xiàng)、省部級(jí)科技獎(jiǎng)22項(xiàng)，取得授權(quán)發(fā)明專利126項(xiàng)。

主持人

重慶研究院研發(fā)的自動(dòng)鉆機(jī)、自動(dòng)定向鉆機(jī)在攻克自主導(dǎo)航、自適應(yīng)鉆進(jìn)、復(fù)合地層軌跡控制等難題上取得突破性進(jìn)展，面對(duì)煤礦智能化建設(shè)提速與行業(yè)多樣性需求，在技術(shù)迭代與服務(wù)體系建設(shè)方面有哪些戰(zhàn)略布局

王清峰

在煤礦井下智能鉆探技術(shù)方面的服務(wù)體系建設(shè)主要包括4個(gè)方面的內(nèi)容。

（1）以市場(chǎng)為導(dǎo)向：深度對(duì)接國(guó)家能源安全 戰(zhàn)略和礦山智能化建設(shè)需求，針對(duì)碎軟煤層、高瓦斯礦井、沖擊地壓礦井等復(fù)雜條件，定制化開(kāi)發(fā)自動(dòng)鉆機(jī)及自動(dòng)定向鉆機(jī)，以滿足不同礦井需求。

（2）健全售后服務(wù)：構(gòu)建覆蓋全國(guó)產(chǎn)煤大省 的全生命周期服務(wù)體系，在淮南、淮北、河南、山西、新疆設(shè)立技術(shù)服務(wù)中心，配備快速響應(yīng)倉(cāng)儲(chǔ)和人員分配系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)24 h應(yīng)急響應(yīng)。

（3）信息化建設(shè)：通過(guò)PLM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品譜系管理，搭建自動(dòng)鉆機(jī)數(shù)字孿生遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)（圖1），建成國(guó)內(nèi)首條鉆桿連續(xù)流生產(chǎn)線和智慧工廠（圖2），打通研發(fā)和生產(chǎn)信息傳輸通道。

圖1 自動(dòng)鉆機(jī)數(shù)字孿生遠(yuǎn)程交互系統(tǒng)

圖2 鉆桿連續(xù)流生產(chǎn)線

（4）遠(yuǎn)程運(yùn)維：基于5G專網(wǎng)構(gòu)建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)集成鉆機(jī)設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)，在礦區(qū)Web端智能化作業(yè)線地面監(jiān)控系統(tǒng)（圖3），在本地搭建礦山智能鉆機(jī)數(shù)字中心管理系統(tǒng)（圖4），提升設(shè)備的可靠性和服務(wù)效率。

圖3 Web端智能化作業(yè)線地面監(jiān)控系統(tǒng)

圖4 礦山智能鉆機(jī)數(shù)字中心管理系統(tǒng)

主持人

隨著《煤礦安全規(guī)程》新規(guī)的實(shí)施和透明礦山建設(shè)推進(jìn)，鉆探工程已從單一施工手段演變?yōu)闉?zāi)害防控的核心技術(shù)載體，在煤礦安全生產(chǎn)中，智能鉆探技術(shù)起到了什么關(guān)鍵作用

王清峰

煤礦瓦斯、粉塵、火災(zāi)、水災(zāi)、頂板災(zāi)害5大災(zāi)害的精準(zhǔn)防控，本質(zhì)上是地質(zhì)信息精準(zhǔn)獲取與工程干預(yù)能力的問(wèn)題。

鉆探技術(shù)作為煤礦井下最直接的地質(zhì)探測(cè)與工程治理手段，其核心作用體現(xiàn)為災(zāi)害探測(cè)與評(píng)估、災(zāi)害治理工程實(shí)施、智能化防控體系構(gòu)建。然而，鉆探技術(shù)的實(shí)際效能，最終取決于鉆探裝備的技術(shù)水平，沒(méi)有先進(jìn)的裝備支撐，再好的技術(shù)理論也難以落地。裝備決定技術(shù)可行性、工程效率、災(zāi)害防控的智能化水平，因此，智能鉆探技術(shù)與高端鉆探裝備的協(xié)同發(fā)展，是煤礦安全高效生產(chǎn)的必然選擇，也是未來(lái)智慧礦山建設(shè)的核心支撐。

主持人

近年來(lái)，煤礦智能化建設(shè)加速推進(jìn)，復(fù)雜地質(zhì)條件下的精準(zhǔn)鉆探始終是行業(yè)技術(shù)攻堅(jiān)重點(diǎn)。作為智能鉆探技術(shù)專家，請(qǐng)您系統(tǒng)闡釋該技術(shù)如何突破傳統(tǒng)工藝瓶頸，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地層條件下的精準(zhǔn)鉆進(jìn)與過(guò)程穩(wěn)定控制

王清峰

在復(fù)雜地質(zhì)條件下，智能鉆探技術(shù)通過(guò)系統(tǒng)性整合關(guān)鍵硬件的可靠性、動(dòng)態(tài)感知能力和自適應(yīng)控制算法3大核心模塊，構(gòu)建起多維度的技術(shù)保障體系。該體系從硬件可靠性、探測(cè)可靠性、工藝先進(jìn)性3個(gè)方面，實(shí)現(xiàn)對(duì)鉆探精度與穩(wěn)定性的閉環(huán)控制。

主持人

當(dāng)前煤礦行業(yè)正加速推進(jìn)智能化轉(zhuǎn)型，智能鉆探設(shè)備在井下作業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。作為行業(yè)標(biāo)桿，請(qǐng)您談?wù)?/span>智能鉆機(jī)是如何通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)現(xiàn)煤礦企業(yè)降本增效的目標(biāo)

王清峰

智能鉆機(jī)的技術(shù)突破主要體現(xiàn)在3方面的核心維度，技術(shù)創(chuàng)新共同構(gòu)成了智能鉆機(jī)提升煤礦經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù)支撐體系。

（1）自動(dòng)化控制方面：研發(fā)的多機(jī)械手協(xié)同控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了鉆桿自動(dòng)裝卸、鉆進(jìn)參數(shù)智能調(diào)節(jié)等關(guān)鍵功能。研發(fā)了井下智能集控站(圖5），在集控站中可對(duì)多個(gè)鉆場(chǎng)內(nèi)鉆探設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控（圖6），自動(dòng)鉆機(jī)集中控制技術(shù)將傳統(tǒng)鉆機(jī)單臺(tái)配置3人操作優(yōu)化為4人協(xié)同作業(yè)操作3臺(tái)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)1人集控多人巡檢模式（圖7）。

圖5 井下智能集控站

圖6 集控站內(nèi)監(jiān)控系統(tǒng)圖

圖7 操作人員手持移動(dòng)終端進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡檢

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)構(gòu)建集中管控平臺(tái)：可同時(shí)對(duì)多臺(tái)鉆機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控與智能調(diào)度，提升人均施工效率。

（3）智能鉆進(jìn)系統(tǒng)：根據(jù)巖層特性自動(dòng)優(yōu)化鉆進(jìn)參數(shù)，降低能耗，并提升成孔質(zhì)量和施工安全性。

主持人

近年來(lái)，智能鉆探技術(shù)在礦山領(lǐng)域的逐步深入應(yīng)用，但不同礦山作業(yè)環(huán)境和地質(zhì)條件差異顯著，對(duì)智能鉆探設(shè)備提出了哪些差異化要求，尤其在煤礦的高危場(chǎng)景中，哪些技術(shù)需要特別關(guān)注

王清峰

智能鉆探設(shè)備在不同類型礦山中的應(yīng)用差異主要體現(xiàn)在地質(zhì)條件、作業(yè)需求、安全規(guī)范和技術(shù)適配性等方面。

（1）金屬礦山：需適配高硬巖層，依賴高功率鉆機(jī)。

（2）煤礦：強(qiáng)調(diào)防爆設(shè)計(jì)、瓦斯監(jiān)測(cè)和粉塵控制，確保井下安全。

（3）非金屬礦山：需應(yīng)對(duì)礦體物性多變，側(cè)重模塊化鉆頭和防腐技術(shù)。

（4）油氣礦：聚焦高溫高壓環(huán)境下的耐高溫元件、隨鉆測(cè)量及井控安全。

主持人

請(qǐng)您談?wù)勗趶?fù)雜地質(zhì)條件下成功應(yīng)用鉆探技術(shù)的實(shí)際案例，以及克服的關(guān)鍵難題。

王清峰：

智能鉆探技術(shù)及裝備在用戶現(xiàn)場(chǎng)常態(tài)化應(yīng)用，積累了應(yīng)對(duì)各種復(fù)雜地質(zhì)條件的豐富經(jīng)驗(yàn)。例如：

• 在山東唐口煤業(yè)有限公司施工高位瓦斯抽采孔時(shí)，開(kāi)孔段就遇到破碎帶，采用套管與鉆桿一體化鉆進(jìn)工藝成功進(jìn)行了加固；

• 在中煤新集劉莊礦業(yè)有限公司水敏性的遇水膨脹巖層，打鉆時(shí)極易憋鉆卡鉆，采用專用鉆井液加固孔壁，最終實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量的成孔（圖8）；

圖8 泥巖層鉆孔液護(hù)壁鉆進(jìn)工藝技術(shù)

• 在硬巖地層施工，特別是遇到f值≥10的超硬巖，采用大功率液動(dòng)潛孔錘配合沖擊鉆進(jìn)工藝，加上高轉(zhuǎn)矩鉆機(jī)才能有效鉆進(jìn)（圖9）；

圖9 超硬巖快速鉆進(jìn)工藝技術(shù)

• 在碎軟煤層施工，容易塌孔、卡鉆，采用氮?dú)舛ㄏ蜚@進(jìn)工藝，可有效提高成孔性（圖10）；

圖10 碎軟煤層氮?dú)舛ㄏ蜚@進(jìn)工藝技術(shù)

• 在破碎地層施工，采用定點(diǎn)注漿加固工藝，可有效提高破碎地層承壓，提高成孔率及成孔深度（圖11）。

圖11 破碎地層定點(diǎn)注漿加固工藝技術(shù)

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學(xué)研究總院期刊出版公司擁有科技期刊21種。其中，SCI收錄1種，Ei收錄5種、CSCD收錄6種、Scopus收錄8種、中文核心期刊9種、中國(guó)科技核心期刊11種、中國(guó)科技期刊卓越行動(dòng)計(jì)劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學(xué)術(shù)交流陣地，也是行業(yè)最大最權(quán)威的期刊集群。

期刊簡(jiǎn)介

《智能礦山》（月刊，CN 10-1709/TN，ISSN 2096-9139）是由中國(guó)煤炭科工集團(tuán)有限公司主管、煤炭科學(xué)研究總院有限公司主辦的聚焦礦山智能化領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研用新進(jìn)展的綜合性技術(shù)刊物。

主編：王國(guó)法院士

刊載欄目：企業(yè)/團(tuán)隊(duì)/人物專訪政策解讀視角·觀點(diǎn)智能示范礦井對(duì)話革新·改造學(xué)術(shù)園地、專題報(bào)道等。

投稿網(wǎng)址：www.chinamai.org.cn（期刊中心-作者投稿）

?? 征稿函詳見(jiàn)鏈接： 征稿┃《智能礦山》面向廣大讀者征稿，歡迎投稿

期刊成果：創(chuàng)刊5年來(lái)，策劃出版了“中國(guó)煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團(tuán)智能化建設(shè)成果”“聚焦煤炭工業(yè)‘十四五’高質(zhì)量發(fā)展”等特刊/專題30多期。主辦“煤礦智能化重大進(jìn)展發(fā)布會(huì)”“煤炭清潔高效利用先進(jìn)成果發(fā)布會(huì)”“《智能礦山》理事、特約編輯年會(huì)暨智能化建設(shè)論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設(shè)運(yùn)維與技術(shù)創(chuàng)新高新研修班”等活動(dòng)20余次。組建了理事會(huì)、特約編輯團(tuán)隊(duì)、卓越人物等千余人產(chǎn)學(xué)研用高端協(xié)同辦刊團(tuán)隊(duì)，打造了“刊-網(wǎng)-號(hào)-群-庫(kù)”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺(tái)，全方位發(fā)布礦山智能化領(lǐng)域新技術(shù)、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗(yàn)。

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聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

郵發(fā)代號(hào)：82-476

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