“隨著開采深度增加，瓦斯等災害的隱蔽性和突發(fā)性顯著增強，傳統(tǒng)煤礦災害治理模式在精準性和時效性上面臨嚴峻挑戰(zhàn)，以往的監(jiān)測手段已難以滿足需求?！比珖舜蟠?、河南理工大學副校長金雙根表示。

為礦山裝上“智慧眼睛”

金雙根介紹，在深部極端環(huán)境中，災害的孕育機制發(fā)生了改變，但傳統(tǒng)安全監(jiān)測系統(tǒng)多基于“單點、單一參數”進行布置，探測范圍有限，無法觸及巖層廣域的三維空間破裂運動。同時，傳統(tǒng)安全監(jiān)測系統(tǒng)多依賴固定人工設置的安全閾值進行報警。

“這種靜態(tài)機制無法適應深部礦山開采過程的強動態(tài)性與流變時間效應，滿足不了深井超前防災的時效性需求?！苯痣p根說。

利用高精度智能探測技術，相當于為礦山裝上“智慧眼睛”，實現(xiàn)深部隱蔽致災因素的“CT掃描式”超前探測與全域感知。

高精度智能探測技術通過構建天空地井一體化的立體智能監(jiān)控網絡，融合壓力、聲發(fā)射、電磁輻射、微地震等高靈敏度傳感設備，可實時捕捉巖體微觀力學先兆。利用人工智能技術，建立災害風險智能評估模型，則可讓風險預警更加智能化。

金雙根介紹，災害風險智能評估模型是礦山的“智慧大腦”。其核心運作機制在于將全息跨界的探測數據與煤礦業(yè)務系統(tǒng)深度融合，實現(xiàn)兩方面的數智化跨越。

一方面，實現(xiàn)多參數協(xié)同的數字孿生推演。災害風險智能評估模型可打破數據孤島，將探測感知的數據與采煤機位置、支架阻力等生產參數從時間、空間上對齊，通過建立虛擬仿真引擎，隨著采煤機推進，動態(tài)模擬采空區(qū)裂隙發(fā)育的演化軌跡和瓦斯運移規(guī)律，從而指導工作人員優(yōu)化配置卸壓抽采參數。

另一方面，實現(xiàn)自適應干預閉環(huán)控制。運用人工智能深度學習算法，災害風險智能評估模型取代了僵化的靜態(tài)報警。當人工智能算法在海量數據中識別出多災害耦合的微弱先兆，且評估風險概率逼近臨界點時，系統(tǒng)不僅直接生成風險預警，還會自動向物聯(lián)網終端發(fā)送控制指令，從而真正實現(xiàn)“災害監(jiān)測—智慧反饋—及時調整”的全自動聯(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、精準防控為主線，從四個維度構建現(xiàn)代化煤礦安全治理體系。

一是構建災害精準探測技術體系，推動安全治理透明化。

金雙根建議，將“煤礦CT”代表的精準探測技術體系納入國家礦山安全發(fā)展戰(zhàn)略，重點支持三維地質透明、瓦斯動態(tài)監(jiān)測、水害精細探查等關鍵技術研發(fā)與裝備升級；通過財政專項等方式，推動高精度探測技術在高風險礦井普及應用，構建礦山數字孿生系統(tǒng)，為災害預警與防治提供精確數據。

二是建立智能化安全管控平臺，實現(xiàn)風險預警智能化。

金雙根表示，可推動完善全國統(tǒng)一的礦山安全大數據平臺，整合精準探測數據、生產系統(tǒng)信息與人員定位數據；利用人工智能與大數據分析技術，建立災害風險智能評估模型，實現(xiàn)風險的動態(tài)研判、早期預警與治理方案優(yōu)化，形成“監(jiān)測—預警—處置—評估”智能化閉環(huán)管理體系。

三是完善科技創(chuàng)新應用機制，加快推動成果快速轉化。

金雙根建議，設立煤礦安全科技創(chuàng)新引導基金，支持企業(yè)、高校、科研院所組建創(chuàng)新聯(lián)合體，重點支持在該領域具有深厚積淀的各大高校開展關鍵技術攻關；建立科技成果快速轉化通道，將成熟的精準探測與防治技術及時轉化為國家標準或行業(yè)規(guī)范，提升全行業(yè)技術水平。

四是推動科教產業(yè)協(xié)同發(fā)展，促進安全與效益統(tǒng)一。

“可將科教人才培養(yǎng)與精準安全技術和資源綠色開發(fā)相結合?！苯痣p根說。他建議，基于精確的瓦斯賦存數據，優(yōu)化抽采利用方案，實現(xiàn)安全治理與清潔能源生產協(xié)同，助力人才培養(yǎng)，推動煤礦從單一能源生產者向安全高效、綠色低碳的綜合能源供應基地轉型。

“‘煤礦CT’等精準探測技術的成功實踐表明，通過科技創(chuàng)新實現(xiàn)災害的超前感知與透明化治理，能夠有效推動安全生產模式從事后處置向事前預防的深刻轉型。”金雙根說，建議國家層面加強系統(tǒng)布局，將此類技術作為構建現(xiàn)代化礦山安全治理體系的關鍵支撐，通過標準引領、平臺建設和產業(yè)協(xié)同，全面提升煤礦重大災害的精準防控能力，切實保障能源安全與礦工生命安全，為能源行業(yè)高質量發(fā)展注入科技動能。

作者：鄢麗娜 版面編輯：張翔

來源：中國煤炭報

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