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。     

翟镇煤矿智慧矿山生产模式研究与实践

针对翟镇煤矿井下综采装备落后、生产效率低、矿井运行体系复杂的问题,提出了智慧矿山生产模式,围绕煤矿八大系统,建立了智慧生产系统评价模型,分析了智慧矿山建设中八大系统的权重.在翟镇煤矿研究应用了采煤工作面无人化开采智能集控技术、掘进工作面智能化自动控制技术、矿井运输系统无人化巡检及自动控制技术、矿井生产保障系统自动化控制技术、基于数据融合的安全检测智能控制技术及智慧矿山综合信息平台与手机APP软件等,形成了智慧生产系统关键技术体系.实践证明,翟镇煤矿智慧矿山建设后,采煤效率提高了35%,掘进效率提高了30%,辅助系统高度智能、安全监控系统更加可靠,单班下井人数减少了115人,实现了煤矿生产的少人化和自动化,为我国智慧矿山建设提供了理论与技术借鉴.     

张家峁智能化煤矿巨系统关键技术研发与应用

为进一步加强传统采矿工程与新一代信息技术的不断深入融合发展，构建安全、智能、绿色、高效的煤矿，以张家峁煤矿为例介绍了智慧煤矿巨系统关键技术装备研发与示范矿井建设。以智慧煤矿总体规划及综合管理操作平台设计、智能化无人生产系统、智能化巷道掘进系统、环境感知及辅助系统、智能场区建设等为主线，进行张家峁智慧煤矿巨系统的建设。通过对煤矿5G移动通信技术，透明矿山三维管控平台关键技术，煤矿生产危险源分析预测技术，矿山采掘接续一张图集成技术，智能化无人工作面协同控制技术，环境感知及一通三防智能化技术等关键技术的应用解决了信息孤岛，提升了智能化采掘能力，提高了数据驱动决策，实现了矿区全域多源数据深度融合，生产效能、安全态势与业务流程协同优化的多维场景平衡综合分析决策，形成矿区智能化管理、高效协同运行新体系。     

煤矿机电设备健康智能化管理系统关键技术研究

给出了智慧矿山的定义和内涵,指出智慧矿山的三大组成部分即:智能化生产系统、智能化安全管理体系、智能化后勤保障体系;总结了实现煤矿机电设备健康智能化管理的关键技术,分析了煤矿机电设备健康智能化管理系统的构成,为保证煤矿机电设备全寿命周期的健康运行,提供了理论参考。     

金徽矿业郭家沟铅锌矿智能矿山系统建设

我国正处在矿业3.0向矿业4.0转型的重要时期,推进绿色矿山和数字化矿山建设已成为矿业转型升级的必由之路。本文以金徽矿业郭家沟铅锌矿为研究对象,将移动互联网、物联网、云计算、大数据技术、虚拟化技术等信息技术应用于矿山的生产及管理过程中,对矿山地质板块、采矿板块、安全管控等方面进行了智能化升级改造,实现了矿业开发互联化、物联化、数字化、感知化和智能化,从而确保矿山安全生产,提高矿山生产效率,最终实现无人矿山、安全矿山、智慧矿山。取得了明显的经济、社会效益的同时,也为同类型矿山进行智能化升级改造提供了参考和借鉴。     

智慧矿山系统工程与关键技术探讨

针对矿山企业生产、经营管理特点及其信息化需求,在自动化、数字化、智能化矿山的基础上阐释智慧矿山概念。基于智慧地球理念,以透彻感知、深度互联、智能应用为核心特征,通过对采矿系统工程及矿山工程价值链的分析,构建了智慧矿山系统3层架构,即物联感知层、深度互联层和智能应用层,研究了物联化、互联化和智能化涉及的关键技术及其实现路径,旨在构建智慧矿山理论框架和方法体系,为智慧矿山工程实践提供参考。     

陈蛮庄煤矿智慧矿山建设的探索

陈蛮庄煤矿通过完善基础设施建设,搭建智慧矿山基础平台--3D GIS平台、构建企业数据库,优化集成各矿山管理信息化及工业自动化系统,研制生产技术管理系统,开发智能化决策支持系统,建立智慧矿山门户网站等建设智慧矿山。实现了矿山开采环境安全数字化、技术装备智能化、传输网络化、管理信息化、决策科学化。     

煤矿智能化安全保障体系及关键技术

煤矿智能化是新时代煤炭行业发展的必经之路,是支撑我国未来煤炭行业生产方式转型的核心技术支撑。鉴于煤炭生产的风险客观存在性,智能化条件下的煤矿安全保障体系应适应于煤矿的智能化水平。系统论述了煤矿智能化安全保障体系的定义、内涵及技术特点,指出了其核心在于精准的地测感知、全面的数据平台、实时的风险评估和智慧的灾害处置,形成数字式、一站式、智能式的煤矿风险辨识、预警、处理闭环。介绍了煤矿智能化安全保障体系在感知层面、风险层面、设备层面和管理层面的架构,提出了包涵煤矿精准的全维感知、精确的煤矿风险识别预警、技术密集型的煤矿安全管理理念和智慧化的自检自修设备系统4项技术内涵。首先,在实现技术层面,阐述了需重点解决的以透明地质保障技术为基础,以煤矿大数据共享平台为载体,以煤矿重大风险评估预警技术为核心的关键技术体系,并初步给出了解决路径。然后,论述了系统软件平台的系统架构和核心技术,其要旨是实现系统数据"集成化"、要素展现"可视化"、风险评估"智能化"、操作软件"平台化"。最后,开发了面向煤矿智能化安全保障的煤矿智慧安全管控平台系统,实现了煤矿综合可视化操作平台、煤矿大数据分析平台、煤矿安全风险智能评估、多系统联动控制和移动可持式终端展示功能,为建设完整的煤矿智能化安全保障体系探索了一条可行的技术路径。     

煤矿智能一体化辅助生产系统及关键技术

随着我国在智能开采和智能掘进技术方面不断取得重大突破,矿井各子系统智能化程度不均,矿井生产控制单一分散,各系统信息孤岛化等问题突显,因此需要建立智能一体化辅助生产系统,实现矿井所有设备的集中控制,数据的集中管理和信息的高度集成与共享,打破各系统信息壁垒,真正实现煤矿多系统智能化发展目标。针对智能矿山的发展现状和趋势,指出智能矿山的建设是由单个系统智能化向多系统智能化方向发展,矿井生产控制是由单一分散式向综合智能一体化方向发展,煤矿智能辅助生产系统是智能矿山建设不可或缺的一环,提出了智能一体化辅助生产系统建设的"五个一"基本原则。神东矿区通过融合智能主/辅运输技术、智能供电技术、智能排水技术、智能通风技术及智能通信技术,建立了煤矿智能一体化辅助生产技术体系。引入模块化管理理念,将矿井综采(综放)、掘进、主运输、供电、供排水、通风及安全监测监控等所有矿井生产系统高度集成在同一个平台,将各子系统数据接入区域煤矿集中控制中心,设计出一套集地面与井下为一体的辅助生产系统的整合控制方案,形成管控一体化平台。采取从采掘、运输和分选加工等煤炭生产一体化管理模式,形成了专业调度体系,优化了生产控制指挥流程,实现了"五矿六井"大区域煤炭生产的集中控制和海量数据管理及信息的高度集成与共享,形成新型煤炭生产体系。实践表明,神东矿区智能一体化辅助生产系统可对全矿区全周期生产数据进行分析应用,减少工作人员400人,降低人工成本8 000万/a,节电25%,设备利用率提高5%,全员工效提高16%。     

基于5G网络的大型煤矿瓦斯管理技术发展趋势北大核心

大型煤矿实现瓦斯管理的无人化、智能化、智慧化是矿山生产技术发展的趋势,也是国家的能源战略决策部署要求。传统煤矿瓦斯检查管理方式存在假检、漏检、纸质材料保存困难、救援不力等诸多弊端,煤矿企业需借助科技的力量进行管理升级。5G网络技术的数据传输速率、网络容量等各大优势与大型煤矿瓦斯管理实现无人化、智能化的要求均无缝对接。探讨了未来大型煤矿瓦斯管理将会经历5G+人工+传感器,5G+机器人,5G+物物互联、智能交互3个发展阶段。5G+人工+传感器阶段的智能终端可对巷道进行精准场景定位并根据场景要求智能检测各项参数,5G+机器人阶段研发的仿生机器人将使传统的瓦检员、测风员、测尘员、监测工等“一通三防”各工种工作人员退出煤矿安全生产的历史舞台,5G+物物互联、智能交互阶段万物皆是瓦斯管理参与者,矿山“智慧大脑”会通过虚拟现实等技术手段对瓦斯异常情况采取措施,最终实现矿井瓦斯智慧管理。     

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。     

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。     

巨型非公路用轮胎在线管理系统在露天矿的应用

本文立足准能集团露天煤矿生产模式，针对数字矿山“卡车轮胎在线管理系统”建设，本文提出的巨型非公路用轮胎在线管理系统在准能集团露天煤矿正式投入使用。该系统不仅能保证轮胎在其最佳性能下运行，同时可延长轮胎使用年限，降低轮胎维护成本，合理调动卡车生产。提高安全生产，提高智能生产一体化，旨在发挥其在矿车运行生产过程中的安全及效率。该系统的上线提高了准能集团 露天开采智能化生产能力，提高安全采矿、高效生产、设备维护及投入节约水平。保障准能集团露天煤矿安全有效生产，为同类型露天矿卡车轮胎监测研究提供参考意义。     

基于井下生态保护的煤矿职业健康防护理论与技术体系

职业健康是人类社会发展过程中的焦点问题。煤矿采掘活动伴生的粉尘、尾气、噪声等恶化了井下生态环境。由于井下空间有限,仅靠人工通风难以快速将污染空气稀释至清洁空气的标准,对人员健康等均有不同程度的损害,甚至引发尘肺病。针对煤矿生产过程中尘肺病防治难,且从业人员众多的问题,分析了我国尘肺病治理现状;以煤矿井下生态保护为基础,系统分析了采掘过程中产尘途径和井下人员工作及设备运行环境,阐释了井下生态的概念及内涵,提出了以开发前规划、开发中保护、开发后利用为内涵的煤矿井下生态全生命周期保护利用理念;形成了以采掘源头降尘、除尘,扩散过程控尘及增强人员有效防护的"源头控尘-扩散降尘-有效防护"的系统防护模式;建立了基于开采源头减尘、降尘的煤矿开采规划布局及开采工艺优化的井下生态保护与高可靠、轻量化、智能化个体防护装置有机结合的煤矿职业健康防护技术体系。提出了基于源头减尘降尘的煤炭开采布局、煤层高效注水增润、高效环保抑尘降尘剂、干式高效过滤除尘、液压支架架间局部密闭隔尘、采煤机尘源自动跟踪喷雾降尘、难密封尘源高效捕收,综掘机气液联动吸风喷雾降尘等煤矿井下生态保护关键技术。     

区域智能化采矿方案探究

现代高新技术和信息科技为传统矿业注入动力和活力，采矿科学和技术迎来了历史性的发展机遇，正逐步朝着智能化矿山前进。在分析现代智能矿山及其特征的基础上，重点阐述了区域智能化采矿方案，并讨论了区域智能化采矿的技术基础，包括3D数据库、自动化设备、可视化技术、网络通讯技术等，最后提出以矿山核心部位采场的区域智能化采矿为突破口，推动我国智能化矿山建设的发展。     

露天煤矿绿色开采技术

针对目前我国煤炭资源露天开采的发展状况,分析了露天采煤对生态环境的不良影响,在此基础上提出了露天煤矿绿色开采的概念,并从开采工艺与设备选型合理化、煤炭资源回采率最大化、运输系统优化、矿山生产经营与管理数字化、资源综合利用化、露天采矿与生态环境修复一体化、粉尘烟尘净化等7个方面阐述了露天煤矿绿色开采的体系,对促进煤炭工业的可持续发展具有重要的指导意义．     

计算机智能监控网络在煤矿生产中的应用

随着计算机技术的不断发展,计算机的相关技术也渗入到了煤矿生产中。通过建立相应的监控系统机制,可以保证煤矿开采时的安全,加强产业内部的安全意识。主要就当今煤矿生产监控的现状进行探究,并对计算机智能监控系统的具体应用及关键技术进行分析,希望为现代煤矿生产过程中计算机智能监控网络的应用提供相应的借鉴,对煤矿产业的发展起到推进作用。     

智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析

为解决煤炭开采面临的突出问题,找到煤炭开采未来发展方向和急需突破的关键核心技术,分析了国内外能源结构及煤炭的现状,指出利用科技进步实现安全高效绿色开采和清洁高效利用是煤炭的发展方向,建设智慧煤矿发展智能化开采是煤炭工业发展的必然选择。提出了智慧煤矿的内涵和3个基础理论问题及研究方向:① 数字煤矿多源异构数据的统一表达及信息动态关联关系;② 复杂围岩环境-开采系统作用机理及设备群全程路径和姿态智能控制的理论基础;③ 矿井设备群的系统健康状况预测、维护决策机制。提出了建设智慧煤矿MOS多系统综合管理、井下机器人群协同智慧和馈电管理、井下精确定位导航和5G通信管理、地质及矿井采掘运通信息动态管理、视频增强及实时数据驱动三维场景再现远程干预、环境及危险源感知与安全预警系统管理、智能化无人工作面系统管理和全矿井设备和设施健康管理八大智能系统管理操作平台的构想,分析了各平台的功能、特征和关键核心问题,提出了相应的建设路径和方法;分析了智慧煤矿的构成和建设目标,提出了智能化开采的八大核心技术短板和亟待攻破的关键技术,提出了技术层面从数据获取利用、智能决策和装备研发3个主要方向进行突破,管理层面从科学产能布局、专业化运行服务和建立新规范规程体系等促进发展的措施,指出了智慧煤矿和智能化开采技术发展的目标和实现路径。