我国煤炭绿色矿山标准体系建设探究

为更好服务我国煤矿绿色矿山建设,亟需做好煤矿绿色矿山标准体系建设工作,即煤炭绿色矿山体系建设研究对践行我国生态文明建设意义重大。分析我国绿色矿山建设历程及相关政策与标准,论述我国绿色矿山建设现状存在问题,提出绿色矿山建设标准建设思路。经研究发现：目前我国绿色矿山建设体系存在标准化建设相对滞后、现有标准落实不彻底及相关技术标准尚未制定等问题;基于此提出煤炭绿色矿山标准体系建设思路,通过加快建设煤炭行业绿色矿山的勘查标准体系、建设标准体系及评估标准体系,有效推动绿色矿山建设。建议制定煤炭地质的绿色勘查修订规划,建立健全绿色勘查技术的标准体系,发展绿色勘查新技术、新工艺与新装备,落实绿色勘查后的环境修复及治理工作。加强煤炭绿色矿山建设强制性标准建设,使绿色矿山建设有法可依,实现绿色矿山建设标准全覆盖。加快健全绿色开采技术标准、绿色数字化智能矿山技术标准、煤炭综合利用技术及综合防治标准。建议建立及优化现有的煤炭绿色矿山评估标准体系,明确评估范围、评估方法、评价指标、计算公式等,加强第三方机构的评估能力判别及评估人才队伍建设,建立健全评估机制及监管问责机制。     

智慧矿山技术体系研究与发展路径

基于我国矿产资源开发现状,分析了智慧矿山建设的必要性、建设理念与内涵,阐述了现阶段智慧矿山建设存在的关键共性难题,提出了我国智慧矿山建设的近期、中期、远期目标。针对我国煤炭资源开采条件与智能化建设基础存在的差异性,构建了智能化煤矿建设总体技术体系架构,从生产矿井与新建矿井两个维度提出了智能化煤矿建设技术路径,明确了不同建设条件矿井进行智能化煤矿分类、分级建设的重点内容。系统阐述了张家峁煤矿、巴拉素煤矿智能化建设经验与阶段性成果,并提出了我国智慧矿山实现高质量发展的主要技术路径。     

智慧矿山建设架构体系及其关键技术

针对矿山信息化建设存在缺乏信息化标准、信息孤岛严重等问题,研究了智慧矿山建设的架构体系及其关键技术,提出了包括数据采集与执行层、传输层、存储层、智慧决策与控制层、展示层等5层架构体系,描述了该架构体系中各层应构建的相关系统或建设原则;探讨了智慧矿山建设涉及的空间信息技术、智慧采煤技术、真三维地质模型与集成应用技术、先进的矿用传感器技术、自动控制技术、矿山数据仓库技术、数据通信技术、组件式矿山软件、虚拟现实技术、云网融合技术、基于大数据的智能决策技术、人工智能技术等关键技术。     

智慧矿山数字孪生技术研究综述

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。数字孪生面向煤炭工业互联互通及智能化应用,发挥连接物理世界和信息世界的桥梁与纽带作用,将在煤炭开采、视频监控、人机交互等方面提供更加实时、智能、高效的服务。面向智慧矿山技术需求,提出了基于数字孪生+5G的智慧矿山建设新思路,将"数字孪生+5G"与AI技术相结合,为实现智慧矿山提供一种创新的方法。首先从智慧矿山建设进展及应用方面存在的问题入手,系统地梳理和分析了当前智慧矿山研究和发展现状,通过研究新一代信息技术与工业技术融合应用,阐述了数字孪生的概念内涵,指出数字孪生是智慧矿山发展的必然趋势并将为智慧矿山赋能;然后针对智慧矿山建设的难点和痛点问题,提出了基于"数字孪生+5G"的智慧矿山体系架构理论,通过构建矿山数字孪生模型(MDTM)实现物理矿山实体与数字矿山孪生体之间的虚实映射与实时交互。聚焦智慧矿山建设目标,以智慧矿山系统建设、优化和关键技术为核心,基于矿山信息物理空间的数字孪生和深度学习方法,以实际矿井为原型设计了智能开采的数字孪生一体化方案,构建了全域感知、边缘计算、数据驱动和辅助决策的智慧矿山平台。最后针对智慧矿山的数字孪生应用需求,提出并探讨了数字孪生赋能智慧矿山的关键技术问题,并指出了未来需要实现的关键技术路径。旨在通过对智慧矿山的数字孪生技术研究,为数字孪生模型构建、协同控制与交互优化等提供思路,为未来智慧矿山建设与设计提供理论借鉴。     

智慧矿山工业互联网技术架构探讨

针对智慧矿山建设过程中存在的信息孤岛、数据质量和网络信息安全等问题,分析了智慧矿山建设技术架构现状,对比了智慧矿山建设与煤炭工业互联网关系,采用以ISO/IEC/IEEE42010系统与软件工程标准为主要方法论,提出了智慧矿山工业互联网架构体系,包括设备层、边缘层、企业层和产业层的“网络、标识、平台、安全”四大系统建设,提出了智慧矿山工业互联网平台技术5层架构,分析了各层构建的主要内容和相互关系,包括：(1)现场层,提供工业设备与业务管理数据来源与流程优化场景;(2)边缘层,构建基于OPC UA与TSN融合的边缘云计算架构,实现感知、互联与计算的边缘侧应用闭环;(3)IaaS层,构建基于边云协同的存储与计算架构,实现网络、存储、CPU等资源虚拟化与池化;(4)工业PaaS平台层,包括通用资源部署与管理、矿山大数据引擎、矿山机理与大数据建模分析、矿山数字孪生信息模型建模引擎和基于微服务框架及组件开发环境;(5)工业SaaS应用层,调用和封装工业PaaS平台上的开发工具、矿山机理模型、数据驱动模型等服务开发智慧矿山业务运行与矿山智能化应用APP。并探讨了基于智慧矿山工业互联网操作系统Paa...     

国内外矿山安全监督管理体系对比分析

如何更好地完善矿山安全监督管理体系已经引起了全世界矿山企业和监督管理部门的广泛关注。我国矿山安全监管体系的建设起步较晚,与国外相比尚不完善。对比介绍了国内外现行的法律法规及矿山安全监督管理体系,并就立法、监督、管理、教育培训、应急措施和工伤补偿制度6个方面进行对比分析,指出我国矿山安全监管体系中存在的不足,进而就更好地发展完善我国矿山安全监管体系提出对策建议。     

智慧矿山安全管控大数据平台建设探讨

结合目前的煤矿信息化建设现状，针对智慧矿山建设过程中存在的数据孤岛以及信息难以有效融合的问题，提出了一种基于大数据技术的智慧矿山安全管控大数据平台建设方案和架构体系，提出了包含感知层、平台层和应用层的三层平台架构，描述了各层级的应用场景|探讨了智慧矿山建设过程中所涉及的数据采集、存储与治理技术、风险指标体系构建技术、可视化分析展示技术、综合预测预警关键技术以及视频智能分析技术，为智慧矿山的建设提供了新的参考。     

新常态下我国绿色矿山建设面临问题与解决途径

本文分析了当前我国新常态下经济、法制、环境、社会等各方面的转变和调整对矿业发展的影响,提出了建设绿色矿山、发展绿色矿业是我国矿业的唯一出路。当前我国绿色矿山建设面临了创建的绿色矿山单位较少、绿色矿山标准体系不完善、配套支持政策不明确、管理职能部门不协调等问题,针对面临的问题提出了三条解决途径:1建立完善的国家级绿色矿山标准体系;2继续推进绿色矿山的创建;3制定相应的财税政策支持绿色矿山建设。     

智慧矿山顶层架构设计及其关键技术

智慧矿山建设目标是在工业互联网技术的基础上,能够完成对矿山"人、机、环"数据进行精准化采集、网络化传输、规范化集成,从而实现可视化展现、自动化操作和智能化服务的矿山智慧体。目前,智慧矿山的建设主要以单一的业务逻辑为基础,较少从数据运营、技术服务和业务逻辑等多方面,深入研究智慧矿山的体系架构问题,难以实现通用性和扩展性较强的智慧矿山建设目标。为解决上述问题,基于已有智慧矿山的基本概念及内涵,在对国内外智慧矿山研究现状分析的基础上,提出智慧矿山的基本内涵及其建设原则,并引入数据标准化、网络协同化、系统一体化和技术智能化的建设理念。提出智慧矿山顶层架构体系及其关键技术。该顶层架构体系主要包括智慧矿山总体架构、业务逻辑架构、技术架构和数据架构4个部分,从总体设计、业务分析、技术实现和数据流转的不同角度,可以较为综合和全面地构建智慧矿山。之后,探讨和研究了智慧矿山顶层架构体系建设过程中涉及到的智能控制技术、通信网络技术、三维可视化技术、空间信息技术、大数据分析与挖掘技术、物联网技术、机器学习理论方法、媒体智能技术等关键智能技术。最后,在总结智慧矿山顶层架构设计及关键技术内容的基础上,指出了未来智慧矿山建设过程中需要解决的一些关键理论问题及系统设计、优化问题,为不断完善智慧矿山顶层架构的设计和智慧矿山的深入发展明确了研究方向和实现目标。     

“双碳”背景下山西省智慧矿山建设路径研究

碳达峰和碳中和目标是党中央、国务院统筹国际国内大局作出的重大战略决策。山西省作为典型的资源型地区,对于煤矿企业的升级改革迫在眉睫、势在必行。根据山西省煤矿企业发展现状并结合具有代表性的煤矿企业生产实际,利用物联网、大数据和云计算等现代化技术与传统矿山进行深度融合,建立健全煤矿智慧矿山基础框架体系,探讨和规划了在目前“双碳”背景下适合于区域经济转型发展的智慧矿山系统的建设框架和实现路径。     

煤矿智能化标准体系框架与建设思路

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。建立健全煤矿智能化标准体系,强化基础性、关键共性标准的制修订是智能化煤矿建设基础和指南。针对煤矿智能化标准建设仍处于初级阶段,缺乏统筹规划顶层设计,造成交叉规定,规范不明确及重复建设等问题,构建煤矿智能化标准体系框架,提出煤矿智能化标准体系建设路径,为智能化煤矿标准体系完善及技术发展提供参考。首先对煤矿智能化标准体系建设现状及其立项与发展情况进行分析,并通过对比工业互联网标准体系,明确煤矿智能化标准体系建设需求和重点任务;在深入研究煤矿智能化技术架构的基础上构建煤矿智能化标准体系总体框架,包括总体类标准、设计规划类标准、基础设施与平台类标准、煤矿智能化系统类标准、智能装备与传感器类标准、评价及管理类标准、安全与保障类标准7个部分,并分析各类标准研究方向;基于煤矿智能化标准体系框架对其中重点领域研究和标准制定任务进行分析阐述,提出详细的智能化标准建设方案;最终对煤矿智能化标准体系建设的思路和关键任务进行分析,明确建设目标和方向,提升煤矿智能化标准的整体支撑作用,促进煤炭产业发展。     

麻地梁煤矿智慧矿山建设实践

介绍了皖北煤电集团有限责任公司智慧矿山建设的探索路径,并对探索初期和探索中期取得的主要成果及主要成效进行了分析,提出了麻地梁煤矿智慧矿山建设思路,详细阐述了包括顶层设计、优化设计、创新管理、数据治理方面的智慧矿山体系建设,最后对包括矿井十大智慧系统、5G+智慧矿山建设成果进行了阐述。麻地梁煤矿智慧矿山建设本着"目标引领、整体设计、分步实施、逐渐完善"的原则,以"本质安全、降本增效、绿色低碳、为煤矿工人谋幸福"为目标,以科技攻关和成果应用为抓手,以集中管控、应急联动、数据共享、移动互联、业务融合为基础,推进生产过程智能化、安全监控数字化、企业管理信息化、信息管理集成化,以实现矿井智慧化。     

智慧矿山框架与发展前景研究

首先回顾了我国数字矿山的现状,阐述了当前数字矿山建设的主要内容,并剖析了当前数字矿山建设中存在的问题和挑战。从创新技术角度提出了智慧矿山的技术框架,并对智慧矿山发展中面临的安全、管理、效益等关键技术问题进行了研究,提出物联网、大数据挖掘与知识发现、虚拟现实、柔性生产、扁平化管理等新思路将成为未来矿山企业发展新的契机。     

中国矿山应急救援体系建设现状及发展刍议

矿山安全问题是近年来社会关注的焦点,作为保护国家财产和矿工生命安全的重要屏障,我国矿山应急救援体系已取得长足的发展。从我国矿山应急救援体制的演变、救援队伍的发展以及矿山应急救援保障几个方面,对我国当前矿山应急救援发展现状进行了分析。指出了我国当前矿山应急救援体系存在的问题,并提出了相应的对策措施:我国应探索多功能应急救援机制,不断完善救援配套法及标准化建设;完善资金保障体系;创新矿山应急救援队伍建设;建立和发展矿山企业救援志愿者;扶持科技装备重点项目等建议。     

矿用无人卡车国内外研究现状及关键技术

分析了国内外露天矿山用卡车无人驾驶技术发展现状,详细介绍了露天矿山卡车无人驾驶关键技术;通过分析对比前装线控和后装线控两种技术路线的优缺点以及超声波雷达、毫米波雷达、激光雷达、4D光场智能感知系统、红外传感器、视觉传感器等环境感知技术的优缺点;提出多传感器高度融合将是露天矿山卡车实现全天候环境感知的发展方向。通过分析对比惯性导航系统、GNSS差分定位技术、车联网定位技术、电子地图定位技术、视觉传感器等定位导航技术的差异,指出多定位技术融合是露天矿山无人驾驶卡车定位方式的必然选择。结合露天煤矿的生产实际,提出将现有的无人驾驶各种技术算法与露天矿山标准作业流程有机融合是实现卡车无人驾驶的必由之路。最后指出无人驾驶卡车应用5G技术是露天矿山安全生产的关键和核心,是无人驾驶的必备技术。     

智慧矿山建设的麻地梁方案

2月21日,在皖北煤电集团智能公司麻地梁矿2021年度智慧矿山建设推进会上,公司党委书记、董事长吴劲松结合近期国家工信部印发的《工业互联网创新发展行动计划(2021-2023年)》,结合智慧矿山建设实际,响亮地提出了2021年智慧矿山完善升级工作方案.即:完成采煤机、掘进机、皮带机巡检机器人和无人驾驶胶轮车等移动设备5G通讯对接,进一步完善智慧矿山体系建设,打造形成可复制可推广的井工矿井智慧矿山典型模式和应用场景等相关内容,为全煤行业智慧矿山建设贡献麻地梁方案.     

论我国煤炭标准体系构建思路

文章通过我国煤炭工业发展的现状,阐述了建立一套科学、合理、完善的标准化体系对我国煤炭工业以及整个能源工业的重要意义;分析了目前煤炭标准体系建设的现状及主要存在问题,并根据各行业标准体系发展的情况及存在问题提出了我国煤炭标准体系建设的思路和基本框架,为今后煤炭标准体系的建设提供一定基础。     

智慧露天矿山规划发展路径研究

当前以人工智能、互联网+、大数据等技术为代表的新一轮科技革命给中国煤炭工业带来了新的挑战与机遇,智能化露天矿将是我国矿山建设发展的最新目标。基于国内外对智慧露天矿山研究现状,归纳了智慧露天矿山的基础理论、矿山总体规划;并针对国内露天矿在设备与工艺智慧化方面的不足,以技术可行、经济合理、安全可靠为原则,构建露天矿山设备及工艺智慧化系统建设规划,对矿山建设开采工艺系统中各主要生产环节的规划内容进行设计;最后对智慧露天矿山发展路径进行总结,为智能化露天矿山未来规划发展政策的制定与执行提供依据。     

露天煤矿网络发展与智慧矿山建设的关系

为了做好智慧型矿山建设前的论证及准备工作,根据当前矿山企业人才技术储备情况、移动通讯网络技术发展水平和内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司北露天煤矿采区作业现场现状,论述了建设露天煤矿私有移动通讯网络、制定统一的智能化矿山工程设备标准和以矿山网络为基础的智慧矿山管理调度中心对实现智慧型矿山的重要作用。     

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。