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。     

“点-线-面”安全风险管控模式在现场安全生产中的应用

为了有效预防煤矿各类隐患和事故的发生,做到预先消除或控制风险,努力控制生产过程中的安全风险,规范煤矿的安全生产活动,通过对岗位、系统、区域危险源辨识与控制的研究,构建起了"点-线-面"安全风险管控模式,创新了安全风险预控管理思路,拓宽了安全风险预控管理途径,为煤炭企业进一步实现安全风险预控管理体系落地应用提供了经验和借鉴。     

基于智慧矿山的安全风险分级管控与事故隐患排查治理系统

为了落实好"双重预防控制"工作,保证煤矿安全生产,通过研究煤矿企业在风险分级管控和隐患排查治理方面存在的问题,基于互联网+、云平台、智慧矿山、物联网、WebGIS等技术,研究设计了煤矿安全风险分级管控和事故隐患排查治理管理平台,包括双重预防工作责任体系管理、安全风险分级管理、隐患排查治理、煤矿"一张图"智能分析以及移动端双控平台等功能,通过平台可以推进煤矿安全生产的标准化、信息化和智能化,实现事前风险分级管控、事中隐患排查治理,实现安全生产动态管理和持续改进,创建煤矿安全预防管理新模式。     

深部煤层智能化大采长综采工作面关键技术研究

针对平顶山矿区煤层埋深大,地质赋存条件复杂,采场围岩应力高,井下生产区域温度高的难题,结合可视化远程干预控制、井下信息传输技术及液压支架电液控自适应控制技术,以智能化工作面设备集成控制平台为基础,在平煤十矿构建了河南省首套大采长综采成套装备智能生产系统。建立井下井下万兆工业环网和4G无线通信系统,优化升级矿井信息化平台及通信系统,支撑矿井智能化安全生产高效运营管理;通过采煤机自适应记忆截割和远程集中控制等关键技术的应用,实现了采煤机与支架的协调联动采煤及"可视远程干预遥控,无人化操作"的智能化生产模式;基于惯性导航调直技术,形成"测量—计算—调直"的工作面智能化高精度调直方法,克服了生产设备高精度定位和调直控制的瓶颈;并以智能泵站液压支架自动补液为例,分析工作面液压支架阻力频率分布规律,表明:智能化控制系统对煤层赋存条件具有可靠的适应性,确保了液压支架与顶板岩层之间良好的耦合关系和工作面围岩的稳定性,能够满足安全高效生产的要求。     

安全生产管理系统在某地浸采铀矿山的应用

针对目前地浸采铀矿山安全生产信息管理手段单一、缺少安全生产管理专业化工具等问题,内蒙古某地浸采铀矿山依据《企业安全生产标准化基本规范》(GB/T 33000—2016),建立了适合地浸采铀矿山的安全生产管理系统,实现了对地浸采铀矿山的风险管控、隐患排查、教育培训、安全生产投入等安全标准化工作的全过程信息化管控。该系统利用移动4G技术及因特网先进技术搭建虚拟专网,通过手机移动APP及PC终端服务于安全生产管理的全体人员及安全工作,协同处理地浸采铀矿山各项安全工作,提供更加准确、规范的安全管理数据,从而实现对安全工作多维度、多层次的挖掘分析。该系统提升了地浸采铀矿山安全生产管理水平。     

“互联网+”时代非煤矿山企业本质安全管理探讨

针对非煤矿山企业生产现状,为使企业安全生产管理更加智能化、高效化、公平化,研究了在"互联网+"时代,借助信息化技术和手段打造本质安全管理体系,采用风险辨识、风险监测、风险控制等方法,为企业提出了全新的本质安全管理解决方案,有助于在企业本质安全管理中降低管理成本、提高管理效率和质量。     

煤矿智能化异构集成开采系统研究

为了提升煤炭开采效率和智能化水平,实现重点煤矿区工作面无人化,中天合创在门克庆煤矿3108工作面原有设备的基础上,通过液压支架系统、输送机控制系统、采煤机系统、视频系统、供电供液系统、皮带监测系统、智能化系统和移动APP之间的智能化异构,开发出一款适合煤炭开采的智能化系统,实现煤炭安全开采,基本建成绿色矿山。     

智慧煤矿2025情景目标和发展路径

智慧矿山是煤炭行业转变发展方式、提升行业发展质量的核心驱动力,是矿山技术发展的最高形式。基于数字矿山技术发展现状,结合生产系统智慧化特征及要求,给出了智慧矿山概念及内涵:将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合,形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统;到2025年,实现煤矿单个系统智能化向多系统智慧化方向发展,建立智慧生产、智慧安全及智慧保障系统的基本运行框架,初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧煤矿第二阶段目标。实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行。资源开发利用水平显著提高,煤矿职业健康和工作环境根本改善,矿山生态恢复和保护全面实施。     

智能化工作面“人的安全行为”管理

以陕西黄陵二号煤矿416智能化工作面为背景,采用现场调查、地质分析等手段,综合智能化工作面"人的安全行为"治理的"四自一保"区队管理体系。通过416智能化调试及运行得出:"四自一保"区队管理有利于智能化的发展和煤矿精益化管理;该制度能够巩固区队管理,直接提高人的安全行为,同时使智能化反应的问题得到修正。通过技术革新,直接为企业降本增效提供了技术保障,为安全生产提供科学技术保障。     

张家峁煤矿智能化选煤厂系统设计

针对煤矿选煤系统“智能化”建设方面提出新的挑战与机遇,通过人工智能技术和选煤系统的交叉融合,实现选煤技术的智能化,从而提高选煤的生产效率。智能化在选煤系统主要包括视频安全监控系统、智能配煤定制化生产、设备运维系统、3D可视化信息采集与监控系统、信息管理与分析系统、配电安全与配电数据采集系统六大系统。通过张家峁选煤厂智能化系统设计,实现了设备状态智能监测、生产系统智能调整、工艺参数智能设定,大幅降低员工劳动强度,形成了生产现场管理的良性循环,为系统的高效安全运行提供了有效的技术支撑。     

智慧矿山物联网技术发展现状研究

矿山资源在在国民生产生活中占据重要地位,然而由于安全管理技术不完善,安全问题频出。物联网技术为矿山及人员安全管理提供了新的技术手段,"智慧矿山"正是在成熟的物联网技术和大量的信息技术的支持下建立的精准信息采集、网络传输和智能化应用系统,矿山井下定位技术是智慧矿山中重要的一项关键技术。矿山与物联网技术结合使矿山安全管理手段更加制度化、智能化、科学化,可有效降低矿山安全事故的发生率,智慧矿山必将成为煤矿等矿山安全管理新的发展方向。     

煤矿安全双重预防信息管理系统设计研究

针对由于风险、隐患因素导致的煤矿安全事故时有发生现象,将互联网技术与国家煤矿安全相关法律法规结合,基于B/S模式,采用Layui设计框架,使用JavaScript、Java语言等技术,提出了煤矿安全双重预防信息管理系统设计。通过明确系统研发目标,设计了系统整体架构,阐述了系统管理机制与功能,并借助FP-Growth算法发现多维度下隐患数据的关联性。系统以多终端智能联动模式,实现了对岗位人员工作的实时支持|通过对风险信息的可视化操作,提升了煤矿信息化管理水平|对风险与隐患信息进行统计分析,为煤矿安全双重预防决策提供技术支撑。     

GSM及串口通信技术在瓦斯实时监控系统中的应用

利用矿山现有的实时监控系统,由计算机对矿井瓦斯超限的情况作出智能判定,并通过GSM网络和串口通讯技术将判定情况实时发送到手机上,让远在异地的人员通过手机实时了解矿井安全生产状况,并根据瓦斯涌出量及时下达安全指令,从而为井下处理安全隐患赢得时间。     

基于工业互联网的智能矿山研究与设计

阐述了基于工业互联网平台建设智能矿山的意义与目标;指出,打造煤炭工业互联网平台,就是要通过工业互联网技术使煤炭产业各环节间进行有机联动,实现产业链的真正融合,打造矿山新型数字生态,助推煤炭行业高质量发展。研究了基于工业互联网的智能矿山技术体系和业务架构;认为,基于工业互联网的智能矿山建设应首先进行算力及容灾体系建设,其次是要进行网络体系搭建,第三要搭建横纵贯通的数据中台业务。将目前我国煤炭企业智能矿山建设的发展阶段归纳为4个阶段:框架初步构建、实现采掘等单系统或单项技术智能化决策和运行阶段;多系统信息融合、实现采掘运智能联动阶段;形成智能生产、安全、管控智慧大脑阶段;形成全矿区、多产业链、多系统集成的智能矿山体系阶段。最后提出,智能矿山建设是一个科技创新和不断进步的过程,应注重顶层设计,做到传承与创新并重,基础平台、局部场景智能化建设要并行等具体建议。     

煤矿安全生产“三位一体”预控体系建设研究

为了预防煤矿安全生产事故,河南能源化工集团通过建立风险分级管控机制,推广安全风险预控管理体系,开展领导干部隐患自述、三级安全程度评估、重点灾害专家会诊,创新事故隐患排查治理方式;实施动态达标和分类治理,持续夯实煤矿安全质量标准化,为积极构建煤矿安全生产“三位一体”预控体系进行了探索和研究。     

煤矿隐患排查管理信息系统的研究与实现

 本文在分析煤矿隐患排查工作流程和特点的基础上,结合煤矿生产安全隐患排查的实际需求,研究并开发了基于局域网的隐患排查管理信息系统。系统采用分布式数据库技术、协同软件技术等,实现了隐患排查业务流程主要环节的程序化、规范化闭环管理,系统还通过大屏幕、短信功能等实现了信息的实时交流与共享,同时系统还建立科学的知识库体系,提供强大的数据统计、详细分析、以及各种可视化查询功能,为使用者提供快捷、高效的安全生产建设平台。     

矿用智能安全头盔的设计

在研究煤矿物联网技术的基础上,设计了一种矿用智能安全头盔智能终端系统。系统集成了人员定位、环境信息采集、无线通信传输、佩戴异常报警等功能,据此进行了系统软硬件设计。以STM32F103微处理器为控制核心,采用RFID高性能室内定位技术实现矿井复杂环境下的人员定位；配有有毒气体检测、温湿度等环境信息采集传感器,采用检测压力进行佩戴异常预警,并将上述信息通过无线通信传输至地面监控中心。在STM32硬件平台上进行系统实验验证。该系统实现了对矿工工作环境信息和井下人员定位的监控,在我国煤矿安全监测领域具有重要意义。     

物联网技术在煤矿设备异常故障监测中的应用研究

煤矿生产安全吸引了越来越多的关注,煤矿信息化逐渐变得发达,然而目前仍存在一些问题。煤矿互联网技术为煤炭信息化发展提供了新的思路。通过互联网的最新进步,提出了基于物联网技术的煤矿智能监控系统,旨在监测煤矿生产过程。基于控制器区域网络（CAN）总线和ZigBee技术完成了所提出的感测网络架构。由电池供电的感测节点工作周期由特定的工作模型扩展,煤矿设备故障状态可以通过网络节点的查询路由表获得。当煤矿设备危险问题出现时,可以立即监测挖掘的过程,并立即警告矿工和管理人员,提升了煤矿生产的本质安全化管理水平。     

论煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的应用

应用煤矿机电技术学与管理学上的理论,通过对煤矿企业生产过程中存在的隐患与机电系统存在的问题分析,提出煤矿机电技术管理在煤矿安全生产中的合理应用:加大煤矿机电安全科技投入,构建合理的机电结构体系,实现机电运行的安全监控和促进机电设备安全制度建设。     

基于风险管理的煤矿机械设备监控及智能决策系统研究

介绍了目前我国煤矿机械设备监控系统的现状,利用风险管理理论建立了煤矿机械设备安全风险评价体系,并在此基础上利用VC++高级语言开发了基于风险管理的煤矿机械设备监控及智能决策系统,从而实现了工程监控、风险评价与智能决策支持"三位一体"化的系统,提高了我国煤矿安全管理和监测水平。