【论文推荐】姚宁平研究员：煤矿坑道钻进过程智能优化与控制技术

1. 通过实验验证了煤矿坑道钻进过程智能优化与控制技术的可行性：所提含煤地层岩性智能识别方法的识别准确率度达到96.75%；智能优化方法显著提升现场钻速，消耗的机械比能降低，在提高钻进效率的同时降低了钻进成本；给进压力控制策略使给进压力稳定运行在最优值附近，减小给进系统超调的同时，提升系统的响应速度，使给进压力的动态响应更加平稳。

2. 指出进一步攻关方向：煤矿坑道钻进过程是一个多系统协作的复杂过程。本文受限于现场检测环境，仅从数据驱动的角度建立了煤层岩性识别与智能优化模型，机理分析方面涉及较少。后续研究中可围绕多系统的混合建模与优化控制展开。同时，开展多维地质环境下的现场应用测试，以便更好的指导钻进过程。

1 煤矿坑道钻进工艺分析和智能优化与控制方案

1.1 煤矿坑道钻进工艺分析

1.2 智能优化与控制方案设计

2 智能优化与控制关键技术

2.1 基于BP-Adaboost的含煤地层岩性智能识别

2.2 基于机械比能和钻速模型的智能优化

2.3 煤矿坑道回转钻机智能控制

2.3.1 基础自动化回路

2.3.2 基于模糊PID的给进压力控制

3 现场试验

3.1 系统配置

3.2 仿真过程与结果

3.2.1 含煤地层智能识别结果分析

3.2.2 钻进参数智能优化结果分析

3.2.3 智能控制结果分析

3.3 现场应用

姚宁平(1970.3)，男，汉族，甘肃泾川人，博士，研究员，博士生导师。1993年毕业于中国地质大学（武汉）探矿工程系，现任中煤科工西安研究院（集团）有限公司总经理、党委副书记，中国煤炭科工集团学位委员会委员。兼任中国煤炭学会钻探工程专委会主任委员，煤矿专用设备标准化委员会勘探设备分会主任委员，中国地质学会探矿工程专委会委员，陕西省地质学会探矿工程/非开挖专业委员会主任委员等社会学术职务。

曾荣获“首届陕西省优秀青年科技创新奖”“中央企业优秀共产党员”“中国地质学会第十二届青年地质科技银锤奖”，2013年全国“五一”劳动奖章等多项荣誉。2015年入选科技部中青年科技创新领军人才，2016年入选第二批国家“万人计划”科技创新领军人才，2016年享受国务院政府特贴。国家能源局第一批煤矿智能化专家，先后主持或主参国家、省部级科研项目30余项，有19项成果获省部级奖。培养硕、博士研究生19名，发表学术论文72篇，取得发明专利18项，参与编写专著4部。主持研发了煤层顶底板梳状定向瓦斯抽采钻孔施工技术与装备，发明了煤层顶板瓦斯抽采定向长钻孔成孔工艺方法，为我国松软煤层瓦斯治理提供了新的技术途径。主参发明了国内首套矿用随钻测量系统，研发的井下随钻测量定向钻进技术与装备，综合使用性能超过同类进口产品，屡次刷新国内煤矿井下近水平定向钻孔的钻进深度纪录。他带领的团队研发完成空气套管钻进和空气雾化钻进等先进钻探工艺技术，为煤矿井下复杂、碎软地层的高效、安全钻进提供了新技术。近几年来，其主要从事矿用全液压钻机状态监测与常见故障智能诊断技术，以及煤矿井下钻探装备智能化控制技术研究，为煤矿井下钻机向自动化、智能化方向发展建立了坚实基础，是我国煤矿井下钻探技术与装备领域中青年专家与学科带头人之一。