“隨著開采深度增加，瓦斯等災(zāi)害的隱蔽性和突發(fā)性顯著增強(qiáng)，傳統(tǒng)煤礦災(zāi)害治理模式在精準(zhǔn)性和時(shí)效性上面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，以往的監(jiān)測(cè)手段已難以滿足需求?！比珖?guó)人大代表、河南理工大學(xué)副校長(zhǎng)金雙根表示。

為礦山裝上“智慧眼睛”

金雙根介紹，在深部極端環(huán)境中，災(zāi)害的孕育機(jī)制發(fā)生了改變，但傳統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多基于“單點(diǎn)、單一參數(shù)”進(jìn)行布置，探測(cè)范圍有限，無法觸及巖層廣域的三維空間破裂運(yùn)動(dòng)。同時(shí)，傳統(tǒng)安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)多依賴固定人工設(shè)置的安全閾值進(jìn)行報(bào)警。

“這種靜態(tài)機(jī)制無法適應(yīng)深部礦山開采過程的強(qiáng)動(dòng)態(tài)性與流變時(shí)間效應(yīng)，滿足不了深井超前防災(zāi)的時(shí)效性需求。”金雙根說。

利用高精度智能探測(cè)技術(shù)，相當(dāng)于為礦山裝上“智慧眼睛”，實(shí)現(xiàn)深部隱蔽致災(zāi)因素的“CT掃描式”超前探測(cè)與全域感知。

高精度智能探測(cè)技術(shù)通過構(gòu)建天空地井一體化的立體智能監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，融合壓力、聲發(fā)射、電磁輻射、微地震等高靈敏度傳感設(shè)備，可實(shí)時(shí)捕捉巖體微觀力學(xué)先兆。利用人工智能技術(shù)，建立災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估模型，則可讓風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警更加智能化。

金雙根介紹，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估模型是礦山的“智慧大腦”。其核心運(yùn)作機(jī)制在于將全息跨界的探測(cè)數(shù)據(jù)與煤礦業(yè)務(wù)系統(tǒng)深度融合，實(shí)現(xiàn)兩方面的數(shù)智化跨越。

一方面，實(shí)現(xiàn)多參數(shù)協(xié)同的數(shù)字孿生推演。災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估模型可打破數(shù)據(jù)孤島，將探測(cè)感知的數(shù)據(jù)與采煤機(jī)位置、支架阻力等生產(chǎn)參數(shù)從時(shí)間、空間上對(duì)齊，通過建立虛擬仿真引擎，隨著采煤機(jī)推進(jìn)，動(dòng)態(tài)模擬采空區(qū)裂隙發(fā)育的演化軌跡和瓦斯運(yùn)移規(guī)律，從而指導(dǎo)工作人員優(yōu)化配置卸壓抽采參數(shù)。

另一方面，實(shí)現(xiàn)自適應(yīng)干預(yù)閉環(huán)控制。運(yùn)用人工智能深度學(xué)習(xí)算法，災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估模型取代了僵化的靜態(tài)報(bào)警。當(dāng)人工智能算法在海量數(shù)據(jù)中識(shí)別出多災(zāi)害耦合的微弱先兆，且評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)概率逼近臨界點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)不僅直接生成風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警，還會(huì)自動(dòng)向物聯(lián)網(wǎng)終端發(fā)送控制指令，從而真正實(shí)現(xiàn)“災(zāi)害監(jiān)測(cè)—智慧反饋—及時(shí)調(diào)整”的全自動(dòng)聯(lián)防聯(lián)控操作閉環(huán)。

系統(tǒng)性提升安全治理能力

為系統(tǒng)性提升煤礦安全治理能力，金雙根建議，以科技賦能、精準(zhǔn)防控為主線，從四個(gè)維度構(gòu)建現(xiàn)代化煤礦安全治理體系。

一是構(gòu)建災(zāi)害精準(zhǔn)探測(cè)技術(shù)體系，推動(dòng)安全治理透明化。

金雙根建議，將“煤礦CT”代表的精準(zhǔn)探測(cè)技術(shù)體系納入國(guó)家礦山安全發(fā)展戰(zhàn)略，重點(diǎn)支持三維地質(zhì)透明、瓦斯動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水害精細(xì)探查等關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與裝備升級(jí)；通過財(cái)政專項(xiàng)等方式，推動(dòng)高精度探測(cè)技術(shù)在高風(fēng)險(xiǎn)礦井普及應(yīng)用，構(gòu)建礦山數(shù)字孿生系統(tǒng)，為災(zāi)害預(yù)警與防治提供精確數(shù)據(jù)。

二是建立智能化安全管控平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警智能化。

金雙根表示，可推動(dòng)完善全國(guó)統(tǒng)一的礦山安全大數(shù)據(jù)平臺(tái)，整合精準(zhǔn)探測(cè)數(shù)據(jù)、生產(chǎn)系統(tǒng)信息與人員定位數(shù)據(jù)；利用人工智能與大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)智能評(píng)估模型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)態(tài)研判、早期預(yù)警與治理方案優(yōu)化，形成“監(jiān)測(cè)—預(yù)警—處置—評(píng)估”智能化閉環(huán)管理體系。

三是完善科技創(chuàng)新應(yīng)用機(jī)制，加快推動(dòng)成果快速轉(zhuǎn)化。

金雙根建議，設(shè)立煤礦安全科技創(chuàng)新引導(dǎo)基金，支持企業(yè)、高校、科研院所組建創(chuàng)新聯(lián)合體，重點(diǎn)支持在該領(lǐng)域具有深厚積淀的各大高校開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)；建立科技成果快速轉(zhuǎn)化通道，將成熟的精準(zhǔn)探測(cè)與防治技術(shù)及時(shí)轉(zhuǎn)化為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)規(guī)范，提升全行業(yè)技術(shù)水平。

四是推動(dòng)科教產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展，促進(jìn)安全與效益統(tǒng)一。

“可將科教人才培養(yǎng)與精準(zhǔn)安全技術(shù)和資源綠色開發(fā)相結(jié)合?！苯痣p根說。他建議，基于精確的瓦斯賦存數(shù)據(jù)，優(yōu)化抽采利用方案，實(shí)現(xiàn)安全治理與清潔能源生產(chǎn)協(xié)同，助力人才培養(yǎng)，推動(dòng)煤礦從單一能源生產(chǎn)者向安全高效、綠色低碳的綜合能源供應(yīng)基地轉(zhuǎn)型。

“‘煤礦CT’等精準(zhǔn)探測(cè)技術(shù)的成功實(shí)踐表明，通過科技創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)災(zāi)害的超前感知與透明化治理，能夠有效推動(dòng)安全生產(chǎn)模式從事后處置向事前預(yù)防的深刻轉(zhuǎn)型?！苯痣p根說，建議國(guó)家層面加強(qiáng)系統(tǒng)布局，將此類技術(shù)作為構(gòu)建現(xiàn)代化礦山安全治理體系的關(guān)鍵支撐，通過標(biāo)準(zhǔn)引領(lǐng)、平臺(tái)建設(shè)和產(chǎn)業(yè)協(xié)同，全面提升煤礦重大災(zāi)害的精準(zhǔn)防控能力，切實(shí)保障能源安全與礦工生命安全，為能源行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展注入科技動(dòng)能。

作者：鄢麗娜 版面編輯：張翔

來源：中國(guó)煤炭報(bào)

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