基于5G网络的庞庞塔煤矿智能矿山建设研究

将5G网络技术应用到煤矿的智能化矿山建设中,是当前提高矿山智能化水平的重要方向。为此,开展了庞庞塔煤矿中智能综采工作面、5G网络构架、视频界面等多方面的建设设计,并对建好后的智能矿山运行情况进行了评价分析,实现了对井下煤矿开采设备及配套设施的远程监控、操作及控制,智能矿山整体智能化程度相对较高,提高了该矿井的煤矿开采效率及作业安全性。     

以某石灰石矿山为例探讨露天矿山数字化智能管控系统建设思路

以某石灰石矿山为例对矿山开采中存在问题和需求进行分析研究,结合矿山需求及数字采矿技术、信息技术等,提出露天矿山数字化智能管控系统的建设思路、架构、具体建设内容、建设关键技术等,对矿山企业如何开展数字化、智能化建设对矿山开采过程实现综合管控进行解答,为露天矿山的数字化、智能化建设提供参考。     

中国智能矿山发展趋势与路径分析

推动矿山智能化建设是国家推进数字化绿色化协同转型的重要内容。矿业行业需要借助现代化智能化技术,推动资源开发方式深刻变革,实现集约、高效、可持续发展,智能矿山建设已成为实现矿业高质量发展的必由之路。本文从智能矿山建设发展现状、发展趋势和路径等方面进行了系统分析,指出近年来我国智能矿山建设做出了令人瞩目的成绩和进展,大数据、高效通讯、物联网和人工智能等技术得到推广应用,但在系统性与全面性方面尚有一定差距;智能矿山建设应包括地质与测量、资源储量管理、开发与选矿、资源节约与综合利用、生态环境保护、综合协同管控等各个环节,将“高效、绿色、安全”作为智能化建设的根本目标;矿山企业可以通过智能化提质增效来提升企业的效益和综合竞争力,根据自身实际情况选择合适的智能化等级制订建设方案,确定适合自身的智能化建设路径,有序推进矿山智能化建设,确保矿山企业在智能化建设上取得资源、效益、安全的多赢。     

地下金属矿山智能化技术进展

智能矿山作为未来矿山的生产方式,已在国内外矿业界受到普遍关注。从宏观战略引导和矿山建设实践两个层面梳理总结了国内外地下金属矿山智能化建设的目标、理念、建设经验、关键技术以及所取得 的成果。通过分析国内外智能矿山建设的战略导向和代表性建设实践,得出国外先进矿山采用从矿山自动化到智能化的推进方式,我国矿山则从两化融合与智能制造引导下的智能化战略入手,历经了从数字矿山到智 能矿山的逐步发展过程。对比国内外矿山智能化建设特点后总结得出,我国地下金属矿山应在借鉴国外先进经验的基础上,发挥技术积累、融合创新、推进速度、协同建设等方面优势,以数字化技术、5G技术、人工 智能技术的飞速发展为支撑,形成与自身资源条件、技术水平、人员素质相匹配的技术方案与推进方式。最后总结得出我国的地下金属矿山智能化建设的发展趋势在于,结合绿色矿山的建设要求,以矿床模型的延伸 应用和匹配于智能矿山的开采工艺变革为前提,在标准化的数据资源规划基础上,构建面向5G+工业互联网和虚拟现实的生产管控应用场景,实现面向大数据的全局优化决策。     

砂石骨料矿山智能化建设现状与建议

智能化是提高砂石骨料企业核心竞争力并推动砂石骨料产业转型升级的重要途径。本研究进行了矿山实地考察、智能矿山解决方案供应商考察、已建设智能化矿山的案例分析、专家访谈、问卷调查及文献调查。通过对中国砂石骨料矿山智能化建设现状的深入研究,对中国砂石骨料矿山智能化具体需求的分析总结,提出了基于当前智能矿山技术发展水平的砂石骨料矿山智能化建设的建议。建议包括：智能矿山基本体系架构,资源环境数字化、设计计划三维化、生产作业自动化、安全环保集成化、经营决策智能化、管控一体化和信息网络化七大主要建设模块,以及成立组织、制定规划、标准先行、保障资金四项保障智能矿山建设顺利开展的措施。所提的建议可为砂石骨料矿山企业科学有序地开展智能化建设提供参考,推动砂石骨料产业高质量发展。     

智能采掘装备在阶段空场嗣后充填法中的应用

随着国民经济建设的快速发展,地下矿产资源需求量不断增大,金、银、铜、铁等战略性矿产资源是国民经济的基础。为满足国家工业生产需求,需要提升地下矿山的开采效率,由于阶段空场嗣后充填采矿法便于实现机械化开采,在我国地下矿山得到了日益广泛的应用,但目前阶段其仍然存在关键环节和重点部位用人多、智能化程度较低、安全风险高等问题,如何实现安全、智能、绿色、高效开采是亟需解决的问题。本文详细介绍了采准、切割、回采三个环节智能采掘装备的特点及应用,提出了阶段空场嗣后充填采矿法的智能采掘方案,并已将该技术成功应用于矿山实际生产,实现了凿岩穿孔智能化、天井掘进无人化,对推动我国智能矿山建设提供了重要的技术装备支撑。     

矿山数字孪生构建方法与演化机理

新一代信息技术与煤炭开采技术深度融合,为智能矿山技术发展提供关键技术支撑,将促进煤炭工业创新、绿色、安全、高效发展。数字孪生作为煤矿智能化无人开采的核心技术,是人工智能理论方法与数字化技术的有机结合,数字孪生有望解决煤矿智能化无人开采中物理世界和信息世界交互与共智的关键技术难题,对推动矿山全生命周期智能化建设和煤炭工业高质量发展具有重要意义。本文基于数字孪生技术和平行智能理论,提出了矿山数字孪生的概念框架、体系架构、关键技术、基础理论和构建方法体系;提出了物理模型、仿真模型、机理模型和数据模型相互耦合的矿山数字孪生演化理论模型,据此进一步解析了面向矿山智能开采应用场景的数字孪生模型构建方法与演化过程,研究了矿山数字孪生系统与物理系统的理论模型、同步映射与协同演化机制,探讨并揭示了矿山数字孪生的演化机理;最后以矿山智采工作面数字孪生实际应用为例,通过模拟矿山生产场景数字孪生模型演化与协同控制,验证矿山生产场景的数字孪生建模效果并对其技术特征进行解析,实现描述、建模、演化、预测相结合的矿山数字孪生系统模型。本文旨在通过矿山数字孪生技术内涵、方法、机理等理论新型研究范式,为矿山数字孪生技术应...     

山东能源集团智能矿山建设实践

国家层面为智能矿山建设提供了遵循指引,技术创新为我国智能矿山建设提供了核心支撑,稳步提升的煤炭开采智能化水平为智能矿山建设提供了实践基础和借鉴经验。对山东能源集团创建智能矿山的具体实践进行了具体总结:企业通过实施创新驱动发展战略,激活了智能矿山建设的动力引擎;通过搭建互联互通信息网络,夯实了智能矿山建设的基础支撑;通过打造数据集成共享平台,构建了企业智能矿山建设的数字生态;通过创新智能矿山应用场景,提升了智能矿山建设的质量水平。     

综采工作面智能化开采路径及关键技术

智能化开采是煤矿开采技术演进的必由之路,目前我国总体处于智能化开采的初级阶段,智能化开采理论体系尚需不断完善。通过分析我国不同煤矿开采阶段在生产信息获取、处理及控制技术等方面的技术特点,发现信息感知、分析和控制技术是煤矿开采方式进步的本质原因;基于智能化开采的基本要素,明确综采工作面智能化开采的内涵是以"互联互通"的智能化成套综采装备为载体,以物联网技术、人工智能技术、大数据技术、云计算技术、通信技术等现代技术与煤矿生产技术的深度融合为基础,通过智能信息感知、智能信息分析决策、智能控制与反馈,实现具有人工智能特征的工作面自动化采煤技术。提出综采工作面智能化开采的技术路径包含生产物理场景智能感知与矿山大数据储存,矿山大数据关联分析与智能决策,智能化生产装备精准协同控制等3个方面内容。结合目前我国智能化开采发展阶段和发展方向,提出了综采工作面智能化开采亟须突破的关键技术:开采全生命周期地质精准探测与建模技术;工作面生产场景精准感知技术;建立通信协议标准化的信息传输系统;复杂生产环境下的智能决策技术;智能化综采装备系统可靠性增强技术。结合工程实践介绍了基于人-装备-环境多源信息数据的特厚煤层智能化综放开采模式的初步应用。     

基于“互联网+”智慧露天煤矿建设发展新构想

智慧露天煤矿建设不是各种信息化系统的简单堆砌,而是通过将物联网、大数据、云计算、人工智能、移动互联网、无人机、三维激光扫描等技术和装备与露天矿山开采有机结合,形成露天矿山互联、感知、分析、自学习、预测、决策、控制的完整的具有符合露天矿智能开采的“智慧大脑”系统。通过对露天矿山“智慧大脑”的构建,从无人机测量、智能调度及物料流规划、违章行为智能识别以及多源数据融合等角度出发,最终实现露天矿采掘、运输、排土、洗选、物流、风险预警、生态保护、安全管理等各个生产环节的智能化、开采资源利用的最大化、生态开采扰动的最小化、生态恢复的最优化、职业卫生危害的降低和矿山生产的无人化,实现“互联网+”的露天矿山智慧化生产、精细化开采,对我国金属、非金属露天矿山智能化建设同样具有重要借鉴。     

基于顶板剪切梁理论的顶板破坏及断裂力学特性分析*

顶板破坏及断裂事故占矿井灾害事故的百分之七十以上。由于顶板破坏及断裂发生的主要诱因是剪切力,因此本文基于顶板剪切梁理论,结合平煤某矿FLAC3D煤岩层开采的有限元仿真结果,研究分析了采空区长度a值对煤层内部及顶板应力的影响。通过对比分析可知煤矿顶板出现冲击地压危险的主要因素有两个:一是与采空区长度a值有关,采空区长度a值越大,出现冲击地压的可能性越大,且等效应力的最大值出现在采空区长度的二分之一处;二是与顶板承受的剪切应力值有关,当该值达到顶板剪切强度极限时,顶板与煤层组成的变形系统将失稳,出现冲击地压危险。有限元仿真结果与理论预测结果的一致性说明应用顶板剪切梁理论对顶板产生破坏及断裂的预测是准确的,同时对预测、预防冲击地压中顶板破坏煤矿灾害事故的发生具有重要的指导意义。     

采用重浮联合工艺回收低品位微细粒锡石

研究悬振锥面选矿机对微细粒锡石的选别效果,确定悬振锥面选矿机盘面转动频率、盘面回旋振动频率及给矿量等主要技术参数。采用先重选后浮选的联合工艺,重选精矿浮选采用BY-9作捕收剂,BY-5抑制脉石矿物。给矿品位在0.282%条件下,通过悬振锥面选矿机预先富集,粗精矿再浮可获得含Sn 42.49%、回收率为48.46%的锡精矿。     

浅谈热红外遥感技术在地热资源调查中的应用

随着勘探和开发利用技术的不断深化,当前地热资源产业体系已经显现雏形,地热资源的应用逐渐广泛化。地热异常区的识别是确定地热资源靶区,进而开展相关工作的重要前提,通过热红外遥感技术可以快速、高效、大尺度地识别地表温度异常区。该方法不仅受地面条件限制小,且信息量大、检测精度高,对探寻更加高效低成本的圈定地表温度异常靶区的定位技术有着重大的指导意义。     

莱州湾南岸滨海典型盐化工企业绿色矿山建设评价指标体系研究

建立科学适用的绿色矿山建设评价体系,是保证矿山科学规划、合理开采、绿色发展的重要措施。由于矿山种类众多,我国绿色矿山建设仍处于试点阶段,评价指标尚未形成完整的体系。为了构建适用于目标矿山的评价指标体系,本文针对莱州湾南岸滨海典型卤水矿这一特殊矿产资源,通过实地调研、咨询专家、总结文献资料,按照可操作性、典型性、动态性、独立性等设计原则,从矿区环境、安全生产、环境保护与节能减排、资源开发与利用、科技创新与智能矿山、企业管理共六个方面,优选25个量化指标。结果表明,各评价指标能准确地反映矿山建设中的重难点,各指标权重符合矿山建设的实际情况,该评价指标体系的应用对矿山建设成为国家级绿色矿山具有重要指导意义,同时也为该地区同类型矿山企业进行绿色矿山建设提供参考。     

煤矿智能化——煤炭工业高质量发展的核心技术支撑

提出了煤矿智能化是煤炭工业高质量发展核心技术支撑的科学思想,阐述了煤矿智能化的定义和总体要求,明确了煤矿智能化发展的目标是建设智慧煤矿,分析了煤矿智能、智慧、信息化、数字化等术语的内涵和关联关系,提出了我国煤矿智能化建设原则和阶段目标。进行了煤矿智能化顶层设计,提出了统筹规划煤矿智能化发展模式、科学设计智慧煤矿总体架构、建设100个智能化示范煤矿的发展思路。探讨了井工煤矿精准地质探测与4D-GIS系统、智能化开拓规划与工作面设计、智能化巷道快速掘进成套技术、智能化综采工作面成套技术、智能化主/辅运输技术、危险源智能感知与预警技术、智能化洗选系统、智能化综合保障技术、矿井物联网综合管控系统和操作平台等主要环节的发展路线。阐述了露天煤矿智能化发展方向,提出了建设露天煤矿信息化系统、开发露天煤矿智能化连续开采技术、建立露天煤矿空-天-地一体化安全预警系统、推进露天煤矿生态环境协调绿色发展的理念。大力发展煤机装备智能制造,提高煤机装备的可靠性与适应性,促进煤炭资源开发的机器人化替代,为煤矿智能化发展提供智能装备保障。提出了加大煤矿智能化发展政策支持、设立煤矿智能化标准体系建设专项、建立国家级煤矿智能化技术创新研发实验平台等政策建议。     

双5G网络下露天智能矿山系统构建与应用

经济发展新引擎的新基建,为未来数字经济高质量的发展方向。而以 5G 和 F5G 双网络为基础的数字孪生技术,是构建信息基础设施的关键。 提出了基于双 5G 网络的露天矿山通信系统,建设智能采矿管控、综合生产执行和三维可视化管控的三大平台,进一步融合矿山安全监测监控系统,进而构建了露天智能矿山的建设架构和体系。 以南泥湖钼矿为例,实现了露天采矿智能装备的远程控制与运行,为露天智能矿山建设提供了一种新的技术路径。研究表明:① 高速通信系统是智能矿山建设的保障,采用 5G 和 F5G 双通信网络可以实现矿山的即时高效数据传输,为露天智能矿山建设提供了高速通信与数据传输通道;② 智能管控和综合生产平台的建设,构建了以开采环境数字化和采掘装备自动化为特质的系统,实现了采矿设计、计划、生产配矿、调度和决策等过程的智能化;③ 以三大平台为基础融合安全监测系统的智能矿山架构,形成了露天矿山安全生产的智能化模式,促进了矿山生产的安全、高效和智能化建设。     

我国煤炭工业科技创新进展及“十四五”发展方向

煤炭是我国的基础能源和工业原料,长期以来为经济社会发展和国家能源安全稳定供应提供了有力保障。作为煤炭工业健康有序发展的核心动力,“十三五”以来,我国煤炭行业自主创新能力得到了大幅提升,实现了从跟踪、模仿到部分领域并跑、领跑的转变,取得了突出的成就。系统总结了“十三五”以来我国煤炭科技取得的主要成果,梳理了煤炭地质勘探、矿井建设、煤及共伴生资源开采、矿井灾害防治、煤机装备与智能化、洁净煤技术、节能环保与职业健康等7个领域所取得的理论、技术及工程应用方面的进展。分析了当前煤炭科技发展面临的共性问题,指出煤炭科技创新支撑我国煤炭工业高质量发展的能力依然不足。提出了煤炭科技自立自强、完善现代化煤炭开发利用理论与技术体系的“十四五”煤炭科技发展目标。围绕煤炭安全绿色智能开采和清洁高效低碳利用,明确了“31110”科技创新主要任务,包括煤炭绿色智能开采、煤矿重大灾害防控、煤炭清洁高效转化三大煤炭基础理论研究,煤炭资源勘查与地质保障、大型现代化矿井建设、煤炭与共伴生资源协调开采、煤矿灾害防治、煤矿智能化与机器人、煤炭清洁高效加工、煤炭高效转化利用、煤矿职业危害防治、煤矿应急救援、资源综合利用与生态保护十大重点领域核心技术攻关,煤矿井巷全断面快速掘进、复杂地质条件煤层智能综采、智能化煤矿建设、智能精细高效洗选、煤炭分质利用技术、煤炭液化及高端化工品制备、废弃矿井地下空间资源综合利用、矿区大宗固废资源利用、大型矿区生态修复、煤炭产品质量精准调控10项重大技术创新示范,复杂地质构造槽波地震探测、导井竖井掘进机凿井、掘支运一体化全断面岩巷掘进、煤矿井下水力压裂增透、干法矿物高效分离、采煤沉陷区土地复垦与农业生态再塑、智能无人综采工作面等百项先进适用技术推广应用,为“十四五”时期煤炭科技的发展方向提供了指导意见。     

金属流投融资提升矿业产业链稳定性的思考

2020年7月12日,洛阳钼业与加拿大Triple Flag贵金属公司签署我国首单5.5亿美元金属流融资协议,为创新我国矿业投融资模式发挥了示范引领作用。文章对国内首单金属流投融资案例进行了研究分析,梳理了金属流投融资模式发展历程,总结了6方面主要优势,从提升战略性矿产资源产业链供应链的稳定性、竞争力的视角,分析了创新发展金属流投融资模式的必要性和可行性,提出了3方面思考和建议。     

基于地震与钻孔数据的重点图幅科普产品制作思考

科技创新和科学普及是实现创新发展的两翼,地学科普能够将地球科学知识以科普的形式传播给社会公众。本次研究通过利用地震资料综合解释技术与地质钻孔数据结合的方法,采用“互联网+”模式对重点图幅科普产品的制作进行了思考。本文主要编写了产品开发的目标任务、总体架构、主要风格等,并以浙江省图幅科普模块进行了深入分析,为下一步重点图幅科普产品的开发提供了思路。