智能矿山一体化管控平台关键技术研究北大核心

针对煤矿建设过程中存在的信息烟囱、子系统及数据割裂等问题,结合国家能源局下发的《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》中对综合管控平台的验收要求,提出了基于工业互联网的智能矿山一体化管控平台总体架构设计;探讨和研究了智能矿山一体化管控平台建设过程中涉及的统一数据中台、基于三维一张图的集中监测、可视化组态集中控制、多系统多数据融合联动等关键技术。在总结智能矿山一体化管控平台架构设计及关键技术内容的基础上,指出了未来智能矿山一体化管控平台建设过程中需要解决的一些关键问题和研究方向。     

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。     

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。     

建庄矿业三维可视化管理系统研究

建庄矿业通过数字孪生构建三维可视化管理系统,采用3DGIS、视频融合等技术建立实时动态的煤矿三维地质模型、巷道模型和机电设备模型、开采环境等模型,在管理系统中集成安全监测、人员定位、视频监控、供电、工作面系统等工况数据,实现数据实时共享与更新。三维可视化管理系统能够提升智能矿井安全保障能力、生产运行效率,同时为生产集中控制系统及安全集中控制系统的数字孪生智慧煤矿“一张图”管理提供有力支撑。     

矿山无线安全监测预警系统设计及关键技术

为了实现煤炭资源理性开发和煤矿安全生产,基于一条线的井巷智慧线技术,根据煤矿生产特点,提出了适用于煤矿的无线安全监测预警系统设计方案,研发了与智慧线匹配的无线通信和监测终端,设计了通风环境参数监测系统、煤岩瓦斯动力参数监测系统、安全隐患监测子系统,构建了基于人人都是安全员、本质安全化、动态预警、闭环控制等核心思想的矿山安全管理预警体系。结果表明,基于智慧线技术的无线安全监测预警系统对煤矿具有很好的适应性,能稳定可靠地进行参数监测和数据传输,能够有效提升煤矿的安全管理和应急救援水平。     

煤矿综采工作面高效服务云管控平台

针对目前煤矿综采工作面远程监测监控系统存在信息孤岛、不利于煤矿智能管控的问题,提出了煤矿综采工作面高效服务云管控平台和多个煤矿综采高效服务云平台的设计思路。综采工作面高效服务云管控平台主要包括智能服务云平台系统、专家智能决策管控系统、设备工况数据交互系统、台账仓储交互系统、大数据决策平台管控系统、设备故障诊断数据交互系统、人员管理交互系统和安全监测监控系统等。在煤矿开展了试验验证,结果表明:该平台在PC端或手机移动终端实现了对综采工作面设备的实时监测、多个综采工作面人员高效协同管理和基于大数据的分析决策等功能,对煤矿安全、高效生产具有重要意义。     

数字孪生技术在矿山物联网管控系统的应用

将数字孪生技术应用到矿山物联网管控系统中,建设三维数字孪生模型映射真实矿山生产环境,通过数据驱动对矿山生产环境各要素的形态、动作进行孪生仿真,利用数字孪生模型控制实体设备,达到虚实交互、数据同步、智能控制、安全预警的目的.研究了数字孪生与矿山物联网管控系统融合所涉及的关键技术,提出了数字孪生与矿山物联网管控系统融合后的理论系统架构,介绍了矿山数字孪生系统的三维可视化模块、设备管理模块、安全预警模块、数据可视化模块.     

智慧矿山安全生产管理系统设计

安全生产管理系统是建设智慧矿山的重要组成部分,为进一步提高矿井施工安全管理工作的信息化水平,基于Java EE架构设计了一套智慧矿山安全生产管理系统,分析了该系统的硬件结构、软件结构、功能结构以及相应的数据库设计方案,并以环境监控子系统下的数据查询分析模块为例提出了实现该模块功能的静态模型与动态模型设计方案。根据系统功能结构与传感器数据的存储与管理特点提出了数据库表设计方案,基于Windows Server 2019 NT10.0操作平台展示了该系统中数据查询分析界面的显示效果。     

基于全流程可追溯的煤矿安全智慧管控云平台

为有效解决现有煤炭行业各系统单独建设、多系统数据缺乏共享、智能分析及数据挖掘利用率低等问题，利用物联网、大数据、人工智能等信息技术，在深度融合煤矿安全管理业务的基础上，提出全流程可追溯的煤矿安全智慧管控云平台建设方案；重点分析了风险管控、隐患排查、班组任务处理、违章纠违等业务流程；平台通过数据中心实现多源异构监测数据的存储、整合及分析，将煤矿安全管理中涉及的9个子系统集成于安全智慧管控平台中，利用数据共享一张图进行协同管控与数据有效分析展示。应用结果表明：平台实现了煤矿数据融合、协同控制、业务联动与决策，在提高安全管控效率、缩减管控成本、最大化企业利益方面有较好效果。     

基于物联网的煤矿安全监测系统

文中以煤矿安全生产监测工作为研究对象,利用感知矿山理念提出了基于物联网的煤矿安全监测系统。阐述了系统组成、软硬件设计,并以井下传感器为重点实现了物联网系统的前端功能。该研究能为煤矿企业现代化的实现提供有价值的参考数据。     

基于WebGIS的煤矿安全监测联网系统研究

分析了基于WebGIS建立煤矿安全监测联网系统的必要性,阐述了基于B/S模式的煤矿安全监测系统的整体框架、主要功能、系统特点和应用效果,系统采用先进的理论基础和技术手段,对井下生产状况进行实时监测,与地质测量的集成实现了数据的及时更新,降低了煤矿事故发生的可能性,实现了信息的安全共享,为矿山管理者和决策者提供所需要的数据,并通过这些数据来对矿山的生产进行指导,提高了生产效能和管理决策水平,为科学决策和管理提供了依据。     

智慧矿山三维可视化管理系统研发

针对我国智慧矿山建设过程中存在的多系统、数据难以有效整合的问题,基于三维还原技术,通过智能运维对矿山大数据进行采集、分析、计算、输入、呈现,研发了智慧矿山三维可视化管理系统。介绍系统的架构设计、三维场景的构建、异构数据的整合、智能设备的连接,完成数字矿井子系统、厂站管理子系统的构建。实现了矿山数据实时图形可视化、场景化以及实时交互,提升了矿业企业的管理水平和工作效率,为智慧矿山建设提供了参考。     

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.     

带式输送机智能运维管理平台研究与设计

针对现阶段带式输送机输送系统运输效率低、电能和机械损耗严重等问题,提出了带式输送机运行状态透明化解决方案,即建设基于B/S架构的带式输送机智能运维管理平台,介绍了该运维管理平台的数据架构设计和功能架构设计,通过对平台关键子系统监测手段及调控节能技术进行研究分析,完善了带式输送机智能运维管理平台数据采集层所需的必要信息及分析控制层决策输出的理论基础。通过在煤矿的实际应用表明,该平台打破了各个系统间的数据壁垒,支撑数据联合融动,达到了带式输送机物料透明、运行数据透明、调控节能透明的目的,该平台能够全面感知运输系统状态,提升运输系统的安全性能,为煤矿用户构建智慧矿山奠定了主运数据基础。     

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。     

基于安全生产的智能煤矿管控系统

在研究智能煤矿建设需求的基础上,提出了基于标准体系建设智能管调中心、智能监控中心、矿山安全中心和运营管控中心一体化平台系统以及订单式生产模式的思路,设计了基于设备层、控制层、生产执行层、经营管理层与决策层的系统业务架构;梳理了煤矿安全生产的智能管控业务流程,并就其逻辑关系进行了阐述和探讨,为实现基于"一张图"的安全生产协同管控一体化、管理高效化、成本最小化、效益最大化奠定了坚实的基础。     

煤矿机电设备智慧检修系统研究与应用

在煤炭企业加快智能矿山建设的背景下，智能化设备越来越多，设备检修维护管理的难度也越来越大。为了将智能化故障诊断与预测技术更好地应用于煤矿机电设备的检修维护与管理领域，保障煤矿机电设备安全可靠运行，根据机电设备检修现状，研究与设计了煤矿机电设备智慧检修系统，并详细阐述了煤矿机电设备智慧检修系统的总体设计思路、使用操作说明以及设备故障智能感知模块、设备在线健康监测模块等功能模块设计。通过在国能神东煤炭集团有限责任公司哈拉沟煤矿的实际应用表明，该系统借助多传感器信息融合技术，可准确有效识别出设备存在的耦合故障，同时可以评估设备的运行状态。     

数字化智慧矿山系统的研究与应用

为了实现矿山产业从粗放型生产到精准型智控的转变,利用物联网、大数据、人工智能等信息技术实现从装备研发、营销制造到生产监控于一体的智能平台、智能制造与智能服务数字化平台。介绍了一种集数据储存、决策分析及实时管控等多种功能且可不断扩充、多源接入的数字化智慧矿山系统(DIMS),对现有分布式矿用装备从生产制造到应用运维各阶段相关信息及异构系统的软、硬件资源进行封装与存放,利用虚拟技术及动态建模快速响应用户需求,利用XML文档抓取信息单元并实现标准化传递,实现异构系统的流程调用与信号资源整合。在实际环境下完成了系统平台搭建与试运行,通过云端辅助决策实现了智能模块调用与结构优化仿真、精益管理协同与产能价值提升,为精益制造、绿色生产、高效协同的数字化智慧矿山建设提供思路。     

基于数据挖掘的煤矿计算机安全监测体系建立

数据挖掘系统具有独特的时间特性与体系结构、强大的实时数据采集和历史数据保存功能、丰富的应用程序接口和数据管理模块。同时在现代环境下,利用现代信息技术将各独立子系统中的数据进行采集,挖掘煤矿生产中隐藏的信息,对提升煤矿安全生产管理和监测水平,实现煤矿安全生产的实时监控和监测,以及对煤矿安全生产的状态进行预测与决策具有重要的意义。本文结合煤矿生产系统的需要情况,探讨了基于数据挖掘的煤矿计算机安全监测体系建立。     

基于FP-Growth算法的煤矿安全信息管理系统设计及应用

为将煤矿安全生产管理关口再度前移,强化对煤矿生产一线的安全管理,提出了基于FP-Growth算法的煤矿安全信息管理系统。首先明确了系统设计目标及架构设计方案,以移动智能手持终端等为前端设备,采用B/S模式结合JAVA、CSS等语言研发出可运行于内部局域网(Intranet)和互联网(Internet)并支持多终端互动的安全信息管理系统;其次研发了系统主要功能模块包括事故隐患排查、风险分级管控、不安全行为治理及其他功能等;最后将系统应用于陕北某矿,并基于FP-Growth算法对该矿事故隐患数据进行深度挖掘,分析其不同维度数据间的关联性。研究及应用结果表明：该系统的应用能够对煤矿事故隐患起到预防预警的作用,可有效遏制生产一线安全生产风险与事故隐患的发生,有效保障煤矿的安全、高效生产,为煤矿安全生产提供辅助决策。