物联网技术在煤矿可视化管理的应用研究

结合物联网技术内容,对物联网技术在煤矿可视化管理系统中的应用原理进行研究,设计了煤矿可视化管理系统架构模型和数据处理逻辑结构模型。通过该系统的设计,能够实现井下生产环境和地质条件的感知,对各种危险源的预报、预警和主动式保障;实现人员和生产进度的感知,提高生产效率,降低生产成本和资源消耗;实现煤矿设备运转状态,问题预判和远程控制的感知。同时,该系统对感知信息和数据综合分析和处理,实现信息可视化,促进管理者洞察和决策能力,提高企业管理效果。     

三维虚拟矿井可视化平台系统

针对目前煤炭企业建设的许多管理信息系统还停留在传统的条块分层管理方式,没有更新管理和决策方式的普遍现象,为了提高煤矿生产与安全技术管理水平,开发研制了适应煤矿的三维虚拟矿井可视化平台系统,集数据库、可视化、虚拟现实、信息管理等于一体,并在日常技术管理上进行实践应用。以田陈煤矿为研究对象,构建了该煤矿的三维虚拟矿井可视化平台系统,实现了煤矿井上、井下的动态监管。该平台将开采的地理信息、实时安全监控信息、生产调度信息、设备位置及开停运转信息、无线通讯及人员定位信息等全部融合到一个系统中,可有效用于全矿的信息共享、生产决策和安全诊断。     

基于RFID和GIS的人员监控系统在某非煤矿山的应用

介绍了基于RFID和GIS技术的非煤矿山井下人员动态监测监控系统相关的原理、设计架构及主要功能,并在某非煤矿山进行实际应用.现场应用实践表明,系统实现了人员定位、视频与环境参数监控实时联动功能,具有动态监测与风险预警功能.该系统技术成熟、设备运行安全可靠,在我国非煤矿山安全生产领域具有示范作用和推广价值.     

基于3DGIS的煤矿安全避险“六大系统”集成管理平台研究

针对煤矿井下独立的“六大系统”存在的问题,研发了基于3DGIS的煤矿安全避险“六大系统”集成管理平台,介绍了该平台的整体架构、关键技术、功能模块及使用效果.该平台将“六大系统”的信息融合在井下三维巷道图中,全面、直观、实时、动态地展示了井下“六大系统”监测状况和安全避险设施建设情况,实现了监测数据之间的融合和可视化分析、自动预警、声光报警、辅助决策以及应急演练管理等功能,提高了“六大系统”整体安全避险功效、整体联动和应急响应能力.     

煤矿瓦斯跟踪巡检预警系统研制

本文提出的煤矿瓦斯跟踪巡检预警系统,是针对煤矿企业生产过程中瓦斯防治与管理工作进行动态监控、准确分析与智能预警而开发的软件系统。基于GIS数据可视化、信息地图化技术建立信息数据库,以Visual Basic 6.0作为开发工具制作井巷布局图,进行系统的设计与研制。该系统能够实现煤矿瓦斯检测作业轨迹可视化、瓦斯检测数据传输、检测信息处理、智能跟踪巡检预警和统计报表等功能。最新全息动态可视化技术的应用减少了人的不安全行为,有利于实现矿井的"本质安全"。     

基于UWB技术井下车辆智能管控和物资配送系统研发与应用

以龙王沟煤矿为应用对象,研究了煤矿井下防爆无轨胶轮车车辆智能安全管控和物资配送系统,以车辆UWB精准定位为基础,以智能车载终端为平台,高度兼容矿井人员与车辆定位系统、车辆失速管控系统、车辆智能调配系统、物料智能配送系统、车况智能监测系统。通过车辆智能管控、井下物流高效配送,实现了辅助运输车辆井口智能安全检测、井上下动态智能管控、车况安全性能动态监测预警、失速本质安全保护、物料智能跟踪、违章监测预警、紧急应急响应处理等全流程智能监测管控,优化了作业流程,提升了煤矿经济效益和安全水平。     

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。     

钱家营煤矿火灾可视化抢险决策系统的设计与实现

钱家营煤矿可视化火灾抢险决策系统,是以矿井通风网络、矿井火灾理论和计算机图形学为基础,采用VB可视化编程,开发的矿井火灾动态发展过程的专家决策软件。利用该系统能够模拟井下火灾动态发展过程,迅速找到最佳救灾路线,决策救灾方案。     

基于MapX组件动态通风管理系统的研究

介绍了煤矿通风管理的应用现状及存在的问题,研究开发了煤矿动态通风管理系统.该系统实现了地图与数据库的自动连接和双向查询,完成了煤矿通风信息的动态可视化管理,为煤炭生产管理部门对矿井通风信息的管理、查询、分析和决策提供了一条新的有效途径.     

基于Flexsim模型的煤炭主生产物流系统仿真与优化

本文以淮南某煤矿煤炭主生产物流系统作为研究对象并收集相关数据,为找出主生产物流系统生产瓶颈,提高设备工作效率和相互匹配程度,建立了基于主生产物流系统的TTPN模型和Flexsim仿真模型。结果显示:在生产过程中主井提升设备提升能力不足是生产物流系统的瓶颈,根据仿真结果提出系统优化方案。优化后210103工作面产量提高了1 494t;主要运输设备的停机率降低,利用率达到90%以上;煤仓空仓率大幅度降低,缓冲煤仓充分起到缓冲作用;主井提升设备运煤量增加1 485t,设备之间的契合程度明显提高。     

基于Malmquist指数的煤矿生产物流动态效率评价

针对煤矿生产物流的时序动态特征,采用Malmquist生产率指数方法考察煤矿生产物流动态效率,在建立的煤矿生产物流效率投入产出指标体系基础上,构建了相应的动态效率评价模型.通过案例分析了矿区的煤矿生产物流动态效率及变化趋势,并将Malmquist指数分解为技术效率指数和技术变动指数,结果表明该矿区煤矿生产物流效率的增长...     

考虑机会维护的煤矿综采设备群维护决策优化研究

为了降低煤炭企业维护风险与维护成本，提出了一种考虑煤矿维护安全与维护成本的多目标决策优化模型。首先通过威布尔分布模拟各台设备劣化趋势，然后以设备维护中人与管理为影响因素建立煤矿设备维护不安全耦合模型，以维护成本最低与停机损失最小为目标建立维护费用最低模型。最终以煤矿综采设备群维护调度为例采用基于维护顺序编码的交叉算子POX的改进遗传算法进行求解。实验结果表明：第一次维护调度完目标函数值降低了30.68%，完成三次工作面维护成本率降低了40.52%。因此，此方法可为煤炭企业制定合理的调度决策计划，降低煤矿企业的维护成本，提高煤矿设备运行的安全性能。     

矿井绿色开采物流系统模型研究

以煤炭资源绿色开采理论及绿色物流理念为指导,将绿色物流引入绿色开采技术体系。在矿井生产物流组成和煤炭资源开采物流特点分析的基础上,首先界定了矿井绿色开采物流的概念及其内涵;然后,根据煤炭资源井下开采的煤流和料流组成及矿井绿色开采物流的内涵,确定了矿井绿色开采物流系统的组成,即绿色开采技术系统、绿色开采工艺系统、绿色安全管理系统、绿色生态修复系统,构建了矿井绿色开采物流体系模型,并分析了矿井绿色开采物流系统组成间的关系。     

智慧煤矿信息逻辑模型及开采系统决策控制方法

针对数字矿山向智慧矿山发展过程中信息关联层次不清晰、框架结构不完善、缺少智能决策依据及有效控制方法的问题,提出了智慧煤矿信息逻辑模型,基于本体和语义网技术建立了煤矿多源、异构关系数据的信息"实体"和虚实映射机理,提出基于知识需求模型的信息实体主动匹配与推送策略,构建基于开采行为预测推理的智慧逻辑模型进化机制,形成了层级清晰、结构明确、全面覆盖的智慧煤矿信息模型;构建了综采设备群空间位姿关系模型,提出了考虑随机误差的强耦合设备群空间坐标统一描述及各设备关联坐标系转换方法,建立了多参量融合分析和评估的开采环境-生产系统耦合关系模型,为煤矿装备位姿控制及智能决策提供支撑;给出了时变多因素影响下的开采设备群全局最优规划和分布式协同控制方法。将综采设备群全局最优规划归结为一个二次积分模型的燃料最优规划问题,提出了基于多模态控制的综采设备群全局最优推进路径规划及控制策略,可兼顾开采条件、设备能力、工艺流程及能量消耗,确保生产成本、效率的有效改善。给出了同时考虑环境干扰和传感器数据时延特性的液压支架群组分布式协同控制方法。上述基础架构和数学模型为深层次挖掘智慧煤矿海量信息之间的关联关系、解决大数据环境下开采系统的最优化协同控制、实现复杂地质条件下连续稳定开采提供了基础理论支撑,可有效推动智慧煤矿技术的发展。     

煤矿机电设备全生命周期信息管理系统设计与应用

针对煤矿企业机电设备管理难度大、传统管理方法相对落后、无法适应煤矿企业发展需求等问题,研发了一套功能完整、实用先进、高效可靠的机电设备全生命周期信息管理系统。该系统基于B/S结构,结合ASP.NET技术、三层架构技术和数据库技术,实现了每台设备从验收入库、台账管理、租赁调拨、设备维修和设备报废等全生命周期的管理和跟踪,从而减少了煤矿企业机电设备闲置,提高了设备利用率,降低了生产成本,实现了对煤矿企业机电设备的动态跟踪管理。     

煤炭开采成本核算与改革对策

以山西省晋中市几个典型煤矿为例,通过对煤矿装备水平、开采工艺及成本等因素分析,总结出不同生产工艺情况下装备投资与吨煤成本的关系;分析了煤矿装备、生产工艺及其成本核算对煤炭企业发展的重要性;从科学发展观的角度出发,提出完善煤矿企业成本核算、提高吨煤效益、适应改革需要的对策建议。     

矿井可采煤量规划问题探析

结合福建龙岩罗厝山煤矿的实际情况，研究用动态规划理论合理安排可采煤量大小，使可采煤量既能满足煤矿生产任务的需要，又能使巷道的掘进与维护总费用最小，从而较好地解决采煤与掘进这一煤矿生产矛盾。     

宁夏煤炭系统巷道掘进工效现状分析及改进措施

掘进工效决定着矿井生产接续和均衡生产能力,常用掘进工艺有综合机械化、连采掘进、掘锚一体化、盾构施工、爆破作业5种方式,掘进工艺各有其优缺点及适用条件。本文立足宁夏煤炭系统实际,从中选取7个典型煤矿不同断面、岩性巷道,综合分析其单进水平、作业人数、工效、材料消耗,从而对当前掘进工效有了全面掌握和对比,并提出基于智能装备研发、掘进装备升级、设计系统优化、强化劳动组织、激励机制5个方面的保障措施,进一步改进掘进工效;基于能源领域“四个革命、一个合作”背景,加大煤矿智能开采装备的研发和应用力度,适时引进连采设备及盾构设备,提高宁夏煤炭系统巷道掘进工效。