王國法院士——5G+智能化煤礦頂層架構(gòu)與應用系統(tǒng)

創(chuàng)新點

（1）提出智能化煤礦建設應分為數(shù)字融合互聯(lián)，人機主動交互，主要系統(tǒng)自學習自決策三個階段分區(qū)域分層次進行，指明智能化煤礦建設目標與階段任務。

（2）提出智能化煤礦建設頂層架構(gòu)應以泛在網(wǎng)絡和大數(shù)據(jù)云平臺為主要支撐，以智能管控一體化系統(tǒng)為核心，建設實現(xiàn)對煤礦開拓、生產(chǎn)、運營全過程進行感知、分析、決策、控制的煤礦十大主要智能系統(tǒng)。

（3）通過對數(shù)據(jù)特征與關聯(lián)關系研究提出智能化煤礦信息實體特征與數(shù)據(jù)交互推送方法，構(gòu)建智能化煤礦數(shù)字邏輯模型，揭示物理與信息空間的虛實映射機理。

（4）提出智能化煤礦“云邊端”數(shù)據(jù)處理架構(gòu)和三層遞階控制策略，在此基礎上對煤礦智能化應用系統(tǒng)進行具體設計，用數(shù)據(jù)為礦山賦能，實現(xiàn)全礦井生產(chǎn)管理智能化運行。
作者簡介

王國法，男，1960年9月21日生，山東文登市人，中國工程院院士，研究員，博士生導師，中國煤炭科工集團首席科學家，中國煤炭科工集團開采設計事業(yè)部總工，中國煤炭行業(yè)煤礦支護設備標準化技術委員會副主任委員。獲國家科技進步獎和省部級科技獎勵20余項，發(fā)表學術論文100余篇。2015年“全國先進工作者”榮譽稱號獲得者。2016年榮獲中華國際科學交流基金會“杰出工程師”稱號，2017年獲得“孫越崎能源大獎”，2017年當選中國工程院院士。

研究方向

煤炭高效綜采理論技術與裝備，煤礦智能化技術與裝備

主要成果

致力于煤炭高效綜采理論技術與成套裝備的研究，取得多項創(chuàng)新性成果，形成了煤礦綜采支護成套技術體系，首次提出了液壓支架與圍巖“強度耦合、剛度耦合、穩(wěn)定性耦合”的“三耦合”原理和設計方法，為煤礦提供了安全高效的支護技術；主持設計研發(fā)了世界最大采高的8.2m超大采高綜采和20m特厚煤層綜放、世界最小采高的0.6~1.3m薄煤層智能化綜采和最大傾角的55°大傾角綜采等系列技術與裝備，形成了系列化成套高效綜采技術裝備；在煤礦智能化技術與裝備方面，首次實現(xiàn)常態(tài)化工作面有人巡視、無人操作的智能化采煤，取得明顯創(chuàng)新性成果，獲得中國工業(yè)大獎，為煤礦高效、安全生產(chǎn)提供了有力的技術保障。

摘要
建設智能化煤礦是實現(xiàn)煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型升級和高質(zhì)量發(fā)展的必由之路。針對當前我國智能化煤礦建設初級階段缺乏體系性與前瞻性的頂層設計的現(xiàn)狀,進行了智能化煤礦頂層設計的系統(tǒng)研究,闡述了智能化煤礦應分為數(shù)字融合互聯(lián),人機主動交互,主要系統(tǒng)自學習自決策3個階段分區(qū)域分層次實現(xiàn)“物質(zhì)流、信息流、業(yè)務流”的高度一體化協(xié)同,構(gòu)建以人為本的智能生產(chǎn)與生活協(xié)調(diào)運行的綜合生態(tài)圈的建設目標和階段性任務。
基于煤礦價值活動分析對智能化煤礦復雜巨系統(tǒng)邏輯關聯(lián)進行研究和系統(tǒng)歸并,提出以泛在網(wǎng)絡和大數(shù)據(jù)云平臺為主要支撐,以智能管控一體化系統(tǒng)為核心,能夠?qū)崿F(xiàn)對煤礦開拓、生產(chǎn)、運營全過程進行感知、分析、決策、控制的煤礦十大主要智能系統(tǒng),包括:
煤礦智慧中心及綜合管理系統(tǒng);煤礦安全高效信息網(wǎng)絡及地下精準位置服務系統(tǒng);地質(zhì)保障及4D-GIS動態(tài)信息系統(tǒng);巷道智能快速掘進系統(tǒng);開采工作面智能協(xié)同控制系統(tǒng);煤流及輔助運輸與倉儲智能系統(tǒng);煤礦井下環(huán)境感知及安全管控系統(tǒng);煤炭洗選智能化系統(tǒng);固定場所無人值守智能管理系統(tǒng);煤礦場區(qū)及綠色生態(tài)智能系統(tǒng)等的智能化煤礦建設頂層架構(gòu)。
通過對數(shù)據(jù)特征與關聯(lián)關系研究提出智能化煤礦信息實體特征與抽取方法,并研究智能化煤礦知識圖譜構(gòu)建及數(shù)據(jù)交互推送方法,構(gòu)建智能化煤礦數(shù)字邏輯模型;研究提出智能化煤礦“云邊端”數(shù)據(jù)處理架構(gòu)和三層遞階控制策略,在此基礎上對煤礦智能化應用系統(tǒng)進行具體設計。以張家峁煤礦生產(chǎn)礦井智能化改造和巴拉素煤礦新建礦井全面智能化建設為典型案例進行了工程實踐。