基于自动化信息化融合的智慧矿山建设研

采煤技术及采煤装备正在向高产高效、安全可靠、减人增效的趋势发展,煤矿企业生产已经由粗放型、分散型、人工型生产的模式逐步转变为集约化、大型化、自动化和无人化的方向发展。分析了前期综合自动化系统建设情况,基于此,采用自动化信息化融合技术,研究了万兆工业以太环网平台、基于GIS的“一张图”安全生产智能管控平台、智能化采煤工作面、矿井车辆运输大数据分析及科学调配系统、主煤流节能智能控制系统等。研究应用表明,该技术提高了矿井的综合自动化水平,取消了采煤工作面两巷超前支护支架,实现各固定岗位的无人值守。研究为类似矿井智能化建设提供了技术支持。     

瓦斯抽采泵站无人值守系统改造设计及应用

根据国家对煤炭行业安全生产要求，结合煤炭行业治理瓦斯智能化建设需求，本文以保德煤矿推进建设“5G+工业互联网”无人化矿井关键技术研发与工程为背景，介绍了保德煤矿瓦斯抽采泵站无人值守系统改造设计,通过现场对原有泵站监控系统以及硬件设施的改造，实践证明无人值守系统的应用实现矿井固定岗位无人值守以自动化控制减少人为操作，大力提高企业安全生产科技保障能力，达到少人则安、无人则安的目的。     

大海则煤矿智能通风系统可视化管控平台搭建及应用

矿井通风是保障矿井安全最主要的技术手段之一,通过对大海则煤矿智能通风系统可视化管控平台的搭建及应用进行研究,该系统基于蓝光智能化矿井通风系统,结合安全监测监控系统、通风自动监控系统,以及智能风门和风窗装备,通过通风系统三维可视化、通风网络实时解算、通风系统实时监控及在线预警、远程可视化控制等功能,实现通风系统的可视化、自动化和智能化管理,为安全开采和智能开采提供保障。     

煤矿物联网单兵智能装备系统研发与应用

分析了淮北矿业集团在自动化、信息化、智能化建设方面的情况,针对制约智能化矿山建设存在的问题,提出了煤矿物联网平台与单兵智能装备研发与应用研究课题,结合万兆工业控制环网以及Wi-Fi定位技术,采用基于Wi-Fi物联网综合基站、调度平台以及单兵智能装备,形成井上下"一张网"的煤矿物联网单兵智能装备融合调度通信系统,介绍了该系统的系统架构和系统功能,详细阐述了该系统的关键技术。实际应用表明,该系统不仅能够提高调度应急指挥水平,而且能够增强作业人员协同工作能力,提高了生产效率。     

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。     

大型煤矿企业绿色智能化生产管理的研究与应用

针对煤矿高突矿井生产面临的生产工序不科学、智能化程度低、环境污染等突出问题,从智能、绿色、管理3方面着手:①采用现代高新技术和全套矿山自动化设备建设智能管控一体化平台实现采掘机运通安各个生产系统的集中控制和无人值守,达到矿山生产运营的综合自动化与智能化目的。②采用制定矿井智慧工序、矿井水净化处理、锅炉房智能化改造、综合防尘治理、综合降噪处理、矸石山治理等达到矿井绿化、美化、观赏、经济效益为一体的治理效果。③建立基于流程管理的标准和制度体系,做到用制度管人,实现管理理念向执行力的转移。该管理体系已在平煤股份八矿应用,实际应用表明,该管理体系不但能实现减员提效、科学有序管理、减少成本和能耗支出,而且能有效减少污染排放,实现安全、环保、可持续地发展矿业经济,在煤炭行业具有一定的推广应用价值。     

大柳塔煤矿连采设备集控运行的研究及应用

本着"降本增效,无人则安"的原则,充分发挥矿井自动化控制的优越性,神东煤炭集团大柳塔煤矿率先采用一套合理的连采工作面自动化控制方案。通过对井下现有设备进行自动化改造和工业环网的构建,借助德国PSI Ming系统平台,实现了连采工作面胶带机、给料破碎机、局部通风机、配电点等设备的远程监测和控制,达到了减员增效的目的。同时也减少了局部通风机无计划停风次数和时间,解决了作业人员长途跋涉到配电点送电等问题,不仅减轻了作业人员的工作量,而且给安全生产提供了有效保障。     

矿井风网监控关键技术开发通过验收

中煤能源集团主持的国家重大技术开发项目“矿井风网监控关键技术开发”通过了南中国煤炭工业协会组织的项目验收鉴定。项目验收鉴定专家组认为，该项目建立了中煤大屯公司姚桥煤矿矿井风网监控系统和1000兆工业以太环网＋现场总线通讯模式的矿井综合自动化系统示范应用工程，运行可靠、工作稳定．技术先进，整体上具有国际先进水平，     

基于工业以太网的煤矿10kV电网监控系统的设计

为了提高煤矿供电系统的安全性和可靠性,适应现代化矿井建设,构建了基于工业以太环网的煤矿电网监控系统,重点介绍了系统的设计方案、结构、功能,给出解决越级跳闸和自适应漏电保护等相关技术。该系统经实际应用,实现了井下7个配电室的远程集中监控、遥控、遥测、遥信、遥调等功能,提高了煤矿生产自动化水平,强化了矿井电网安全,防止井下大面积停电和越级跳闸等事故的发生,缩短故障处理时间,为最终实现井下变电所无人值守创造了条件。     

煤矿电网自动化控制技术研究

煤矿电网自动化控制技术适应我国煤炭企业生产供电的特点和管理模式,以计算机数字通讯技术为基础,集数字通讯、电网控制、计算机传输、自动化控制于一体,远程分布式监测、控制。支持局域网和井下工业以太网,可使煤矿井下高低压供电管理实现无人值守,提高煤矿供电智能化调度和信息化管理水平。为我国目前煤炭行业严峻的安全状况提供了先进的指导方向。     

基于工业以太网的综合自动化系统的建立与应用

介绍了东滩煤矿工业以太环网的平台拓扑结构、数据中心的建设,阐述矿井上下生产监控子系统的集成接入方法,分析了基于矿井工业以太网的综合自动化系统对矿井安全生产的重大意义。     

基于5G网络的庞庞塔煤矿智能矿山建设研究

将5G网络技术应用到煤矿的智能化矿山建设中,是当前提高矿山智能化水平的重要方向。为此,开展了庞庞塔煤矿中智能综采工作面、5G网络构架、视频界面等多方面的建设设计,并对建好后的智能矿山运行情况进行了评价分析,实现了对井下煤矿开采设备及配套设施的远程监控、操作及控制,智能矿山整体智能化程度相对较高,提高了该矿井的煤矿开采效率及作业安全性。     

漳村煤矿矿井电力调度系统应用

随着微机保护技术、网络通迅技术、计算机软件技术的迅猛发展,矿井供电综合自动化有了很大的进步。介绍了远程电网监测监控系统在漳村煤矿的成功应用,尤其是实现了井下变电所的远程监测和控制,实现了无人值守,在保证系统安全稳定运行的前提下,实现了减人提效目标,达到了信息资源共享,取得了可观的经济效益和社会效益,为漳村煤矿数字化矿井建设奠定了基础。     

谈煤矿供电系统现状与智能供电系统的建设

为了解决当前煤矿供电系统中存在的电能质量、越级跳闸、电力监控无法满足无人值守要求等问题，提出引入链式静止无补偿装置SVG、智能供电系统等新装备新技术，通过新设备、新技术的应用，特别是智能供电系统的应用，可有效解决当前煤矿供电存在的问题，更好地保证矿井安全生产。     

煤矿运输安全智能监控信息系统的设计

以李雅庄煤矿为研究对象,进行了矿井运输安全智能监控信息系统的开发。该系统采用自动化技术、信息技术与煤矿运输系统深度融合,集先进的计算机、网络通信、图像处理、现代检测和自动化技术于一体,可以实现矿井运输的智能监测与自动控制。实践应用表明,该系统有效地保障了运输系统的自动调度和智能控制,保证了安全生产。     

基于3DGIS平台的多样化高集成综合自动化信息化系统在船景煤矿的应用

介绍了基于3DGIS平台的多样化高集成综合自动化信息化系统在船景煤矿建设和应用,该系统采用3层网络结构,主干网络采用千兆工业以太环网,通过以太网电口、以太网通信模块等将各子系统接入环网,并利用了3DGIS矿山平台。阐述了平台构架、系统集成和安全生产量化管理等多个创新点。实现了不同子系统之间的信息联通和共享,充分利用各监控子系统的信息资源和设备资源,达到了矿井安全生产、减员增效的目的。     

保德煤矿智能通风系统建设与应用

参考智能化矿井设计标准,在充分利用现有通风设施基础上,在主通风机智能管控平台、智能局部通风子系统、风门自动化及远程控制系统、远程定量调节自动风窗系统、矿井高效全自动智能测风系统、矿井通风参数快速准确测定系统、三维矿井通风智能分析决策平台等7个方面进行了升级改造,对改造后通风系统进行优化论证,结果表明：改造后智能通风系统能够满足井下通风要求,提升了通风系统稳定性、可靠性、易用性,提高了煤矿通风效率,为井下通风系统优化提供智能化通风监控平台,推广意义重大。     

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%。     

互联网+采煤机智能化关键技术研究

为实现煤矿无人化综采作业,根据智能化采煤机的作业要求,研究了采煤机智能感知、智能控制、智能截割、远程可视化监控以及综采机组物联网技术,实现了采煤机组的无人操作、远程监控。通过在煤矿现场的应用试验,可实现采煤机作业过程中的自主定位、自动调高、自我诊断、自适应牵引、远程可视化监控,为建设无人化综采工作面奠定了重要基础。     

智能化煤矿顶层设计研究与实践

建设智能化煤矿是实现煤炭工业转型升级和高质量发展的必由之路。针对当前我国智能化煤矿建设初级阶段缺乏体系性与前瞻性的顶层设计的现状,进行了智能化煤矿顶层设计的系统研究,阐述了智能化煤矿应分为数字融合互联,人机主动交互,主要系统自学习自决策3个阶段分区域分层次实现"物质流、信息流、业务流"的高度一体化协同,构建以人为本的智能生产与生活协调运行的综合生态圈的建设目标和阶段性任务。基于煤矿价值活动分析对智能化煤矿复杂巨系统逻辑关联进行研究和系统归并,提出以泛在网络和大数据云平台为主要支撑,以智能管控一体化系统为核心,能够实现对煤矿开拓、生产、运营全过程进行感知、分析、决策、控制的煤矿十大主要智能系统,包括:煤矿智慧中心及综合管理系统;煤矿安全高效信息网络及地下精准位置服务系统;地质保障及4D-GIS动态信息系统;巷道智能快速掘进系统;开采工作面智能协同控制系统;煤流及辅助运输与仓储智能系统;煤矿井下环境感知及安全管控系统;煤炭洗选智能化系统;固定场所无人值守智能管理系统;煤矿场区及绿色生态智能系统等的智能化煤矿建设顶层架构。通过对数据特征与关联关系研究提出智能化煤矿信息实体特征与抽取方法,并研究智能化煤矿知识图谱构建及数据交互推送方法,构建智能化煤矿数字逻辑模型;研究提出智能化煤矿"云边端"数据处理架构和三层递阶控制策略,在此基础上对煤矿智能化应用系统进行具体设计。以张家峁煤矿生产矿井智能化改造和巴拉素煤矿新建矿井全面智能化建设为典型案例进行了工程实践。