智能露天煤矿信息综合管控平台设计及关键技术研究

为了加快露天煤矿智能化建设,设计了智能露天煤矿信息综合管控平台,利用大数据技术为基础,通过对露天煤矿各自动化系统/信息化系统数据的研究,为智能露天煤矿信息综合管控平台提供跨系统多元化的数据治理,并通过可快速部署的云服务模式为其提供智能化系统应用。信息综合管控平台通过大数据云服务的数据、算力和环境支持,紧紧围绕露天煤矿半连续工艺流程,设计了智能三维地质中心、智能生产管控中心、综合安全监控预警及应急指挥中心三个中心,并根据智能化技术发展,梳理了中心的具体系统,为露天矿智能化建设提出具体的构想。     

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。     

矿井应急可视化指挥平台的开发与应用

针对井工煤矿各系统数据分散、无法基于三维GIS进行数据融合展示和应急辅助决策实时分析等问题，山东省邱集煤矿有限公司结合自身实际业务情况，构建了基于工业互联网平台技术架构的关键基础设施和应急可视化指挥应用，介绍了该平台的总体架构，详细阐述了数据采集与存储、三维井巷工程数字模型、基于图计算的空间集成分析等关键技术。通过在山东省邱集煤矿有限公司实际应用表明，该平台能够实现井工煤矿多维数据的综合查询和多维展示，既可提升矿山应急处置能力，又可为对其他井工煤矿应急管理平台的建设提供借鉴。     

矿山全员安全风险管控数字化平台的研究与应用

针对传统矿山安全信息化建设过程中存在的安全生产数据共享和流转不畅、系统单一、安全管理模式落后等问题,基于“风险分级管控、清单管理”的理论思想,引入人工智能、大数据等技术,分析研究了矿山全员安全风险管控平台的整体框架,针对某矿的风险和隐患管理、作业过程动态监控、矿山全员安全治理等关键问题进行了分析和研究,风险管控数字化平台可实现全员安全业务全流程覆盖,建立安全业务管理、生产全过程风险管控和监控、员工安全行为习惯养成等功能的综合安全信息平台,促进了矿山安全管理水平的总体提升。     

非煤矿山采空区安全风险防控信息系统研究

通过分析当前国内非煤矿山采空区安全管理及监管现状，基于风险分级管控原理及智能矿山理念，提出采用信息化手段进行采空区安全管理的意义和必要性。运用云平台技术，结合典型应用案例及行业特点，研究设计了以数据汇集、分析计算、展示操作等模块为核心的非煤矿山采空区安全风险防控信息系统总体构架，分析研究了系统数据层、功能层、用户操作层逻辑结构。在总体构架及逻辑结构研究的基础上，对系统主要功能如风险一张图、风险填报、风险管理、统计分析等进行了设计，并简要介绍了采空区稳定性智能评估、风险自动分级评价、风险精准管控等关键算法的开发实现方式，为研究开发采空区风险防控系统提供依据，推动了采空区安全风险防控信息化建设进程。     

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“矿石流”的三山岛金矿大数据综合管控平台研发

针对矿山综合管控平台建设中存在的数据孤岛、系统封闭以及信息难以融合的问题,提出了基于数据驱动面向“矿石流”的矿山大数据融合技术。根据“矿石流”数据来源、数据集成及数据分析等需求,开展了数据采集、存储与标准化管理技术、多源数据整合技术、“矿石流”全流程关联技术等矿山大数据系统关键技术研究。以三山岛金矿大数据管控平台开发为例,详细分析了矿山“矿石流”的全流程场景,结合矿山现有的业务流程,采用华为大数据平台对资源储量、采矿、出矿、运输提升、地表运输及选矿等各工艺环节数据进行关联,建立了基于“矿石流”的矿山大数据综合管控系统的工业平台,实现了在统一平台上对矿山全流程的统一优化指挥调度与全流程管控分析,提高了矿山生产和管理的时效性、有效性、资源优化配置水平与综合实力,促进了矿山的协同作业与规范管理,为智能矿山建设提供了参考。     

煤矿智能管控平台业务流程建设及其监控平台设计

为了打造车集煤矿智能矿山建设,提高车集煤矿安全生产运营水平,对煤矿智能管控平台业务流程建设及其监控平台进行了设计研究,管控平台核心业务架构主要分为设备层、控制层、生产执行层、经营管理层与决策层5个层次,重点分析了安全风险分级管控、隐患排查治理、掘进等智能管控平台业务流程建设;设计了其监控平台,主要智能监控平台主要功能、智能联动平台设计等。研究把安全生产相关子系统集成到一个平台,使生产信息业务部门横向到边,可为智能矿山建设提供安全生产的基础数据源。     

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。     

煤矿智能化——煤炭工业高质量发展的核心技术支撑

提出了煤矿智能化是煤炭工业高质量发展核心技术支撑的科学思想,阐述了煤矿智能化的定义和总体要求,明确了煤矿智能化发展的目标是建设智慧煤矿,分析了煤矿智能、智慧、信息化、数字化等术语的内涵和关联关系,提出了我国煤矿智能化建设原则和阶段目标。进行了煤矿智能化顶层设计,提出了统筹规划煤矿智能化发展模式、科学设计智慧煤矿总体架构、建设100个智能化示范煤矿的发展思路。探讨了井工煤矿精准地质探测与4D-GIS系统、智能化开拓规划与工作面设计、智能化巷道快速掘进成套技术、智能化综采工作面成套技术、智能化主/辅运输技术、危险源智能感知与预警技术、智能化洗选系统、智能化综合保障技术、矿井物联网综合管控系统和操作平台等主要环节的发展路线。阐述了露天煤矿智能化发展方向,提出了建设露天煤矿信息化系统、开发露天煤矿智能化连续开采技术、建立露天煤矿空-天-地一体化安全预警系统、推进露天煤矿生态环境协调绿色发展的理念。大力发展煤机装备智能制造,提高煤机装备的可靠性与适应性,促进煤炭资源开发的机器人化替代,为煤矿智能化发展提供智能装备保障。提出了加大煤矿智能化发展政策支持、设立煤矿智能化标准体系建设专项、建立国家级煤矿智能化技术创新研发实验平台等政策建议。     

宝日希勒露天煤矿系统本质安全建设

通过对宝日希勒露天煤矿安全生产现状和对传统本质安全观念的分析,阐述了宝日希勒露天煤矿系统的本质安全管理和实践,根据系统的本质安全理念,提出了现代化大型露天煤矿安全管理"人-机-环-管"的管理模式,并对其优点进行提炼总结。     

智能矿井综合自动化系统研究

智能矿井综合自动化是利用信息网络、自动控制、通信、计算机、视频等先进技术和产品建立的以煤矿安全生产调度指挥系统为核心,集成生产运输系统、安全保障系统和安全生产支持系统的监控及安全生产信息管理系统为一体的完整的“管控一体化”综合应用系统。针对当前河南能源矿井综合自动化水平低、标准不统一、子系统建设形成信息孤岛各系统间不能互联互通、缺少大数据深层次发掘的统一的智能管控平台等问题,提出矿井综合自动化建设原则及基本要求和建设总体目标,论述智能矿井综合自动化建设中总体架构、传输网络、平台软硬件、数据中心、综合自动化子系统、专业化运维6个方面建设的具体要求,为智能矿井综合自动化规范建设提供参考依据。     

冶金矿山数据治理及管控平台建设实践

为了实现冶金矿山数据融合共享和智能化应用高质量发展,针对智能矿山建设过程中存在的数据互联互通不够、数据孤岛现象明显等问题,结合太钢矿山数据治理及管控平台的建设实践情况,从数据治理的管理体系建设、系统能力建设与应用能力建设3个方面进行了探索性研究。研究得出：冶金智能矿山建设需要运用先进的数据治理理念和数据安全管理思维,建立统一的数据治理及管控平台,通过数据的集成,利用信息化手段进行数据分析,深入挖掘内在联系,以此推动管理变革,以提升矿山管理水平,实现技术与管理的融合。     

彬长矿业煤炭产供销价值链智慧联动管理平台研究与应用

在企业数字化转型大背景下，提出安全生产经营管理体系、产供销联动模式、全价值成本管控体系以及数据驱动决策机制智慧联动的煤炭产供销价值链管理模式，并构建了以陕煤集团“三网一平台”为基础的煤炭产供销价值链智慧联动管理平台。详细阐述了该平台数据集成架构和平台主要建设内容，该平台集成并融合已有安全、生产、供应、销售、财务等信息系统，建立了矿端数据、业务辅助、公司级大数据、智能应用四大中心。实际应用表明，该平台构建的6大业务模块和8大主题展示的核心应用能够以数据赋能安全生产运营，可实现产供销联动、人财物统筹、自动分析、智能研判和科学决策，助推企业高质量发展。     

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。     

“四合一”安全生产标准化智能管理系统

根据矿山生产的实际,结合物联网、5G技术、RFID(射频识别)技术等,提出了一套安全生产标准化智能管理系统,将安全风险分级管控、隐患排查治理、安全生产标准化及智能管控信息系统,“四合一”融合在一个开放性平台上,大大提升了煤矿的数字化、智能化管理水平,为矿山风险辨别、隐患及时消除提供了保障。     

基于微服务架构的生产管控平台研究

立足于矿山企业综合生产管控实际需求,为实现矿山生产中对业务数据的分析与监控、对设备和人员的智能化管控与决策以及对现场作业高精度预警,基于微服务架构定制开发了矿山生产管控平台。此平台旨在推动面向采矿、选矿领域的应用服务能力建设。平台搭建基于SpringCloud微服务框架,涵盖用户管理、资源管理、系统管理、权限管理和流程管理等基础功能模块,抽象矿山数据采集及展示需求,创建了工业数据集成展示管理模块,并根据矿山企业数据管理需求,设计了业务数据综合查询管理等模块,同时利用HTML和Vue技术搭建了Web前端,实现用户交互界面。通过搭建生产管控平台环境及开发业务功能模块,可以协助矿山企业全面掌控生产作业情况对进一步强化矿山作业基础能力、提高综合数据集成水平和信息化建设提供了有力的基础支撑。     

基于双重预防机制的地矿智慧安全平台系统设计与实现

为实现地矿系统安全生产智能监管,落实双预防工作机制,归纳了风险管控和隐患排查治理双预防机制的研究成果,在全国地矿率先采用Java开发语言,使用Tomcat Web 服务器、MySQL数据库,利用Web GIS集成式平台,融合大数据、物联网技术,建设了一套具有地矿特色的基于双重预防机制智慧安全平台系统,实现风险管控和隐患排查工作全天候、全覆盖功能。经系统测试,基于项目管理为重点的信息化管理模式具有多层次、全方位、五级管控功能,实现了地质勘查工作主流程的动态智慧监管,充分体现了地勘行业的作业特点。该模式在国内居于领先地位,可为地勘行业及其他省份建设类似系统提供参考。     

基于云平台的煤矿安全智能管控信息平台设计

为消除煤矿各类监控系统与管理系统的数据孤岛问题,基于大数据与云计算技术,提出了基于云平台的煤矿安全智能管控信息平台设计构想,设计了由感知层、平台层以及应用层的平台架构,构建了基础信息管理、数据联网管理、风险分析指标模型管理、风险分析研判与处置、风险分析数据展现五大模块。同时,根据建立的煤矿安全风险分析指标体系,通过层次分析与隶属度函数结合的方法,实现了对煤矿安全风险的研判。结果表明,该信息平台提高了煤矿数据存储、传输和处理的效率,实现了对煤矿现有数据的有效分析,对于实现煤矿的安全管控,提升煤矿本质安全,有较好的效果。     

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。