為持續(xù)推進智能礦山建設和技術創(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。

第8期“智能礦山零距離”走進中煤科工集團重慶研究院卓越團隊——煤礦井下智能鉆探技術創(chuàng)新團隊，特邀中煤科工集團重慶研究院王清峰研究員介紹團隊在智能化鉆探領域的最新技術成果及應用實踐。

為方便廣大同仁更好地學習借鑒、交流合作，編輯部整理了第8期“智能礦山零距離”對話視頻集錦。

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團隊簡介

中國煤炭科工集團煤礦井下智能鉆探技術創(chuàng)新團隊（以下簡稱團隊），隸屬于中煤科工集團重慶研究院有限公司（以下簡稱重慶研究院）。團隊通過承擔智能鉆進領域的重大專項、重點研發(fā)計劃等重大項目凝聚而成，重點攻克煤礦井下智能鉆進裝備研發(fā)、智能鉆進技術及鉆探工藝開發(fā)等難題，是中國煤炭科工集團在煤礦安全領域前沿技術的代表，肩負著引領智能鉆探行業(yè)發(fā)展的重任。

團隊負責人辛德忠，任中國煤炭科工集團首席科學家，第四屆煤炭工業(yè)技術委員會委員，煤礦機械與維修制造專家委員會委員；核心成員王清峰任中國煤炭科工集團首席科學家、中國煤炭學會鉆探工程委員會委員。團隊成員學科布局合理，碩士及以上學歷占比90%；近5年發(fā)表學術論文60余篇，其中SCI/Ei檢索12篇；授權發(fā)明專利128項，獲中國專利優(yōu)秀獎1項，省部級及全國行業(yè)協(xié)會一等獎4 項、二等獎 13 項。2017 年獲重慶市科委批準成立“重慶市礦山智能鉆探工程技術研究中心”；2020年入選重慶英才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)示范團隊，2022年入選中國煤炭科工集團科技創(chuàng)新團隊，獲“2022年度全國煤礦智能化卓越團隊”榮譽稱號。

?卓越團隊 | 中國煤科重慶研究院煤礦井下智能鉆探技術創(chuàng)新團隊——煤礦安全開采的“守護者”

特邀嘉賓 王清峰

王清峰，研究員，博士生導師，中國煤炭科工集團二級首席科學家，現(xiàn)任煤科工集團重慶研究院有限公司鉆探分院副院長，兼任重慶市礦山智能鉆探技術工程研究中心主任、煤炭工業(yè)技術委員會煤礦智能化與新技術專家委員會委員、中國煤炭學會鉆探工程委員會委員、煤礦安全標委會瓦斯防治技術及設備分會委員，入選重慶市科技創(chuàng)新領軍人才，獲重慶市“最美科技工作者”榮譽稱號。長期從事煤礦災害防治鉆探技術及裝備的研究工作，主持國家科技重大專項、國家重點研發(fā)計劃及省部級等項目10余項。成果受邀參加“十三五”國家科技創(chuàng)新成就展，入選重慶市首臺（套）重大技術裝備，入選國家級制造業(yè)單項冠軍。以第1起草人制定5項國家和行業(yè)標準，獲中國專利優(yōu)秀獎1項、省部級科技獎22項，取得授權發(fā)明專利126項。

主持人

重慶研究院研發(fā)的自動鉆機、自動定向鉆機在攻克自主導航、自適應鉆進、復合地層軌跡控制等難題上取得突破性進展，面對煤礦智能化建設提速與行業(yè)多樣性需求，在技術迭代與服務體系建設方面有哪些戰(zhàn)略布局

王清峰

在煤礦井下智能鉆探技術方面的服務體系建設主要包括4個方面的內(nèi)容。

（1）以市場為導向：深度對接國家能源安全 戰(zhàn)略和礦山智能化建設需求，針對碎軟煤層、高瓦斯礦井、沖擊地壓礦井等復雜條件，定制化開發(fā)自動鉆機及自動定向鉆機，以滿足不同礦井需求。

（2）健全售后服務：構建覆蓋全國產(chǎn)煤大省 的全生命周期服務體系，在淮南、淮北、河南、山西、新疆設立技術服務中心，配備快速響應倉儲和人員分配系統(tǒng)，實現(xiàn)24 h應急響應。

（3）信息化建設：通過PLM系統(tǒng)實現(xiàn)產(chǎn)品譜系管理，搭建自動鉆機數(shù)字孿生遠程交互系統(tǒng)（圖1），建成國內(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 自動鉆機數(shù)字孿生遠程交互系統(tǒng)

圖2 鉆桿連續(xù)流生產(chǎn)線

（4）遠程運維：基于5G專網(wǎng)構建的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺集成鉆機設備運行數(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數(shù)字中心管理系統(tǒng)（圖4），提升設備的可靠性和服務效率。

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)的實施和透明礦山建設推進，鉆探工程已從單一施工手段演變?yōu)闉暮Ψ揽氐暮诵募夹g載體，在煤礦安全生產(chǎn)中，智能鉆探技術起到了什么關鍵作用

王清峰

煤礦瓦斯、粉塵、火災、水災、頂板災害5大災害的精準防控，本質(zhì)上是地質(zhì)信息精準獲取與工程干預能力的問題。

鉆探技術作為煤礦井下最直接的地質(zhì)探測與工程治理手段，其核心作用體現(xiàn)為災害探測與評估、災害治理工程實施、智能化防控體系構建。然而，鉆探技術的實際效能，最終取決于鉆探裝備的技術水平，沒有先進的裝備支撐，再好的技術理論也難以落地。裝備決定技術可行性、工程效率、災害防控的智能化水平，因此，智能鉆探技術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，也是未來智慧礦山建設的核心支撐。

主持人

近年來，煤礦智能化建設加速推進，復雜地質(zhì)條件下的精準鉆探始終是行業(yè)技術攻堅重點。作為智能鉆探技術專家，請您系統(tǒng)闡釋該技術如何突破傳統(tǒng)工藝瓶頸，實現(xiàn)復雜地層條件下的精準鉆進與過程穩(wěn)定控制

王清峰

在復雜地質(zhì)條件下，智能鉆探技術通過系統(tǒng)性整合關鍵硬件的可靠性、動態(tài)感知能力和自適應控制算法3大核心模塊，構建起多維度的技術保障體系。該體系從硬件可靠性、探測可靠性、工藝先進性3個方面，實現(xiàn)對鉆探精度與穩(wěn)定性的閉環(huán)控制。

主持人

當前煤礦行業(yè)正加速推進智能化轉型，智能鉆探設備在井下作業(yè)中的應用日益廣泛。作為行業(yè)標桿，請您談談智能鉆機是如何通過技術創(chuàng)新，實現(xiàn)煤礦企業(yè)降本增效的目標

王清峰

智能鉆機的技術突破主要體現(xiàn)在3方面的核心維度，技術創(chuàng)新共同構成了智能鉆機提升煤礦經(jīng)濟效益的技術支撐體系。

（1）自動化控制方面：研發(fā)的多機械手協(xié)同控制系統(tǒng)實現(xiàn)了鉆桿自動裝卸、鉆進參數(shù)智能調(diào)節(jié)等關鍵功能。研發(fā)了井下智能集控站(圖5），在集控站中可對多個鉆場內(nèi)鉆探設備進行監(jiān)控（圖6），自動鉆機集中控制技術將傳統(tǒng)鉆機單臺配置3人操作優(yōu)化為4人協(xié)同作業(yè)操作3臺設備，實現(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 操作人員手持移動終端進行現(xiàn)場巡檢

（2）物聯(lián)網(wǎng)技術構建集中管控平臺：可同時對多臺鉆機進行遠程監(jiān)控與智能調(diào)度，提升人均施工效率。

（3）智能鉆進系統(tǒng)：根據(jù)巖層特性自動優(yōu)化鉆進參數(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，智能鉆探技術在礦山領域的逐步深入應用，但不同礦山作業(yè)環(huán)境和地質(zhì)條件差異顯著，對智能鉆探設備提出了哪些差異化要求，尤其在煤礦的高危場景中，哪些技術需要特別關注

王清峰

智能鉆探設備在不同類型礦山中的應用差異主要體現(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。

（2）煤礦：強調(diào)防爆設計、瓦斯監(jiān)測和粉塵控制，確保井下安全。

（3）非金屬礦山：需應對礦體物性多變，側重模塊化鉆頭和防腐技術。

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

主持人

請您談談在復雜地質(zhì)條件下成功應用鉆探技術的實際案例，以及克服的關鍵難題。

王清峰：

智能鉆探技術及裝備在用戶現(xiàn)場常態(tài)化應用，積累了應對各種復雜地質(zhì)條件的豐富經(jīng)驗。例如：

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

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

圖8 泥巖層鉆孔液護壁鉆進工藝技術

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

圖9 超硬巖快速鉆進工藝技術

• 在碎軟煤層施工，容易塌孔、卡鉆，采用氮氣定向鉆進工藝，可有效提高成孔性（圖10）；

圖10 碎軟煤層氮氣定向鉆進工藝技術

• 在破碎地層施工，采用定點注漿加固工藝，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 破碎地層定點注漿加固工藝技術

編輯丨李莎

審核丨趙瑞

煤炭科學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、中國科技核心期刊11種、中國科技期刊卓越行動計劃入選期刊4種，是煤炭行業(yè)最重要的科技窗口與學術交流陣地，也是行業(yè)最大最權威的期刊集群。

期刊簡介

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

主編：王國法院士

刊載欄目：企業(yè)/團隊/人物專訪政策解讀視角·觀點智能示范礦井對話革新·改造學術園地、專題報道等。

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

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期刊成果：創(chuàng)刊5年來，策劃出版了“中國煤科煤礦智能化成果”“陜煤集團智能化建設成果”“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“煤礦智能化重大進展發(fā)布會”“煤炭清潔高效利用先進成果發(fā)布會”“《智能礦山》理事、特約編輯年會暨智能化建設論壇”“智能礦山零距離”“礦山智能化建設運維與技術創(chuàng)新高新研修班”等活動20余次。組建了理事會、特約編輯團隊、卓越人物等千余人產(chǎn)學研用高端協(xié)同辦刊團隊，打造了“刊-網(wǎng)-號-群-庫”全覆蓋的1+N全媒體傳播平臺，全方位發(fā)布礦山智能化領域新技術、新產(chǎn)品、新經(jīng)驗。

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聯(lián)系人：李編輯 010-87986441

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