Page 154 - 采矿工程中采矿工艺与技术研究

Research on Mining Technology and Technology in Mining Engineering
采矿工程中采矿工艺与技术研究

（1）掘进设备运行状态感知技术
设备运行状态包括工作性能参数感知、设备故障感知等，其中包括现已发展
较为成熟的温度、电流、电压、功率等机组常规参数监测技术，以及正在发展完

善阶段的截割头截割数据感知技术、钻进随钻数据感知技术等；相关感知数据信
息通过井下环网传输至远程监控软件，集中处理信息数据，可以采用 RBF（Radial
Basis Function）神经网络与粗糙集相结合的方法，对掘进作业装备健康状态进行
诊断。作业过程中传感器采集到的故障信息中包含大量的冗余数据，粗糙集理论

的作用是将其去除，然后再通过 RBF 神经网络模型进行数据重构，以实现掘进
设备的快速、准确故障诊断。RBF 神经网络是由输入层、隐藏层和输出层组成的
3 层网络结构。
（2）地质状态感知技术

地质信息的准确感知对智能化掘进作业至关重要，同时也是制定合理的掘进
工艺的基础，智能化掘进作业需要探明的地质信息包括：瓦斯、地下水、断层构造、
围岩压力、煤岩硬度等信息，目前多采用机械超前钻探技术，物理探测技术，包
括电流法、地震波分析法等。超前钻探作业耗时长，物探技术精度较低，单独使

用都不能满足快速掘进作业的要求。为此，王虹等提出钻探 + 物探融合的探测技
术，如图 7 所示，在掘进路径上采用短距钻探方式，利用孔间物探透视技术提高
探测距离同时控制钻探方向，为快掘作业的效率提供了保障。在预测煤层气富集
区、瓦斯突出的构造煤、突水通道、≥ 3m 断层、顶底板围岩稳定性方面，煤矿

高分辨率三维地震勘探技术应用效果较好。相关科研技术人员研发出的与惯导技
术一体的高分辨地质雷达，探测精度为 2cm，该设备加装在综掘设备上并与之联
动，实时动态获取掘进工作面前方5m以上范围的煤岩结构，精准解析出地质构造、
隐患灾害。该技术再结合井下千米钻机、探水钻机等常规地质钻探技术，更能提

前精确预测出掘进工作面前方断层、褶曲、采空区、陷落柱、破碎带、含水构造
等。随着计算机视觉与图像处理技术的发展，还可采用粉尘条件下图像识别与处
理技术监测围岩的变形和破坏，对巷道围岩稳定性进行辨识，并为综掘设备智能
安全高效快速掘进提供参考

（3）透明矿山技术
巷道环境信息感知包括掘进工作面的粉尘、瓦斯、一氧化碳、环境温湿度、
煤岩硬度、围岩稳定性、截割断面质量、水文、危险区域人员误入等信息。采用

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