黄陵二号煤矿多维度地质模型大数据融合精准开采

为实现黄陵二号煤矿自动化精准开采,研究分析了工作面多源地质信息透明化技术、大数据分析智能决策平台、综采设备空间导航定位及精准控制。其中,信息透明化技术主要包括综合地质勘探及动态解释、三维可视化动态建模等部分;大数据分析智能决策平台主要包括开采工艺大数据决策、预警等部分;综采设备空间导航定位及精准控制方法主要包括导航定位技术大数据决策精准控制等部分。采用该技术后实现了工作面内多源地质信息的透明化,包括瓦斯赋存条件的可视化,确保了规划截割开采方式的常态化稳定运行,解决了大采高工作面找直和上窜下滑问题,达到对大采高开采装备的智能精准控制,实现智能安全高效开采。     

智能化采煤机云平台设计研究

提出了一种将煤矿井下采煤机生产运行数据从工作面主机传输到顺槽,从顺槽到矿井地面,再到云平台的数据存储、监控、智能诊断的整套网络化远程监控体系。通过高效全面的数据采集,为用户提供采煤机云平台在线监测、智能故障诊断与实时技术支持等服务。通过对采煤机在工作面运行状态的实时连续采集、对设备的工作状态进行监控及评估、对出现的故障进行及时诊断预测和生成健康报告,并对用户进行数据发布和共享,提高了采煤机智能化水平。     

基于云平台的煤矿监测数据可视化计算系统设计与应用

针对煤矿监测大数据处理的重要性,基于云计算、大数据和智能决策等技术,设计了一个基于云平台的煤矿监测数据可视化计算系统,提出了基于云服务的基础设施层、模型服务层以及计算应用层3层架构,并详细阐述了云平台,海量数据存储,分布式数据处理模型库以及GIS可视化交互界面设计等关键技术。基于在线地图和实时数据,该系统能够使用户快速配置实时数据源和计算模型,克服了传统计算模式模型和参数配置相对固定、可视化操作简单的缺点,并且以服务的形式在云平台的基础上搭建了模型服务框架,通过模型服务管理模块,系统可进行模型的在线注册与修改,实现了模型库的动态扩展,解决了传统模型库类型固定,扩展性差的问题。     

智能大采高综采工作面视频分析系统的研究与应用

针对煤矿井下综采工作面没有对人员、设备等移动目标进行自动分析等问题,研究了片帮报警智能视频识别技术,堆煤检测智能视频识别技术,刮板输送机内大块煤及煤量估算智能视频识别技术,人员"三违"预警、报警智能视频识别技术,综采工作面工作人员人脸识别等技术,设计了一套适应于智能大采高综采工作面的视频分析系统;该系统通过视频采集、分析、处理、集控接入等,实现在综采工作面及地面调度实时监管现场视频和自动控制等功能。通过在神东煤炭集团上湾煤矿12401综采工作面进行的示范应用,表明该系统为井下移动目标管理提供了决策依据,能够提高综采工作面的安全监管水平。     

成套智能化综采装备在斜沟煤矿的应用

为了将矿井建设成为集现代化、数字化及智能化为一体的综合型矿井,并且实现矿井少人、无人的高效智能开采,采用了提高自动化设备投入的方法,达到减少现场作业人员的效果,斜沟煤矿18201智能化工作面引进的成套开采技术,多方面多角度对工作面综采设备进行监视监测监控,实现了对综采设备的控制,达到了减少人员操作的效果。     

GE智能平台在张家峁煤矿综采工作面的应用

为实现综采工作面监控和提高矿井综合自动化水平,张家峁煤矿研发并应用了基于GE智能平台的监控系统.对系统结构、通信及控制部分进行了介绍.该系统能全面监控综采工作面设备运行状况,经实际使用,效果良好.     

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。     

AR/VR融合驱动的综采工作面智能监控关键技术研究与试验

为突破综采工作面数据驱动实时监控技术瓶颈,进一步满足对综采工作面协同运行状态的深度感知,以虚拟现实(Virtual Reality, VR)监控技术及成果为基础,以HoloLens2增强现实(Augmented Reality, AR)头显为主要开发设备,结合工业互联网、云技术、数字孪生(Digital Twin, DT)等先进手段,进行AR/VR融合驱动的综采工作面智能监控关键技术研究与实践,充分利用AR技术的特性弥补VR监控与真实场景有割裂感、监测数据来源较为单一的缺陷,使综采工作面智能监控体系得到完善与扩充。提出3种关键技术,并对各关键技术的具体解决方案进行剖析,具体包括：(1)构建了通用高效可扩展端云协同异步网络框架,基于该框架研究了多终端协同工作关键技术,实现了空间虚实融合全息辅助标注功能。该技术可为综采工作面智能监控全过程中的多人协作提供便利;(2)将基于稀疏匹配的识别跟踪方法与基于AR标识的识别跟踪方法相结合,实现了对综采工作面全综采装备的识别跟踪,为综采工作面的AR监测与控制提供了先决条件;(3)在由物理综采工作面、云服务器、数字综采工作面3者构成的数字孪生闭环上,进行...     

智能监控系统在煤矿带式输送机中的应用

麻家梁煤业公司针对煤矿带式输送机输送距离长,输送量大,管理难度大的特点,对14207综采工作面皮带顺槽带式输送机采用了一种智能监控系统,对其实现了实时监测监控,并通过三个工作面的实际的使用证明了这种系统的有效性。     

锦界煤矿综采工作面集控系统的研究与应用

近年来尽管煤矿井下综采工作面自动化程度得到了大幅提高,但多套设备操作频繁,在某种程度上增加了相关操作人员的工作量,因而有必要设计出一套自动化综采工作面机电设备集中控制系统,将综采工作面的多个系统进行集中控制、集中监测,确保综采工作面生产系统的安全可靠运行,并提高综采工作面的生产效率、降低工作人员的劳动强度。以锦界煤矿31111综采工作面为例,分别对该工作面集控系统的各子系统(工作面控制子系统、泵站控制子系统、供电及无线通信子系统、视频监控子系统、数据存储系统)功能进行了详细分析,并对该系统的硬件组成、设计原理进行了讨论,对于类似矿山有一定的参考价值。     

煤矿智能化综采装备系统及其可靠性分析

为明晰智能化综采装备系统可靠性的受控因素,根据其内涵和特征,从系统、装备、技术、环境等角度对智能化综采装备系统可靠性的影响因素进行分析。首先明确阐述了智能化综采装备系统的概念,指出其主要特征为以智能化单机综采装备为基础、以生产大数据为核心、以智能化综采装备的互联互通为关键、以智能化综采装备的精准协同控制为目标。根据智能化综采装备系统的内涵和特征,建立了包含综采装备可靠性、传感系统可靠性、控制系统可靠性、通信系统可靠性、生产数据融合度和装备系统与生产环境适应性等6个方面的智能化综采装备系统可靠性指标体系,分析了智能化综采装备系统可靠性的影响因素,并针对不同影响因素的特点提出目前亟需开展的研究方向。     

综掘机智能化远程控制技术应用

针对王庄煤矿井下工作面综掘机采用传统的现场人工操作方式生产作业时存在的问题,对综掘机进行智能化远程控制系统升级改造。从综掘机的位置自动监测、记忆截割自动控制、远程操作、数据集成、处理及智能决策等着手,研发了一套综掘机智能化远程控制系统,实现了综掘机的远程控制和一键启停截割。通过现场应用,提高了综掘工作面无人化作业程度及矿井安全管理水平,减少了人员投入,提高了工作效率。     

我国煤矿井下综采工作面供电系统的现状和发展趋势研究

 摘要：分析我国煤矿井下综采工作面供电系统的现状以及与国外技术的差距,提出了综采工作面供电系统逐步向电压高等级化、设备集成化、控制智能化等方向发展。研究综采工作面供电系统的现状和发展趋势对推动我国综采工作面供电系统的进步具有重要的意义。     

基于精确大地坐标的煤矿透明化智能综采工作面自适应割煤关键技术研究及系统应用

目前煤矿智能综采工作面存在生产环境状态不透明、成套装备难以应对煤层起伏变化、信息化与智能化集成度不高等问题,其系统的适应性和实用性受到影响。具体而言,主要是缺乏基于地理信息系统的可视化数字孪生管控平台,无法实现基于统一大地坐标驱动的透明化工作面的自适应割煤。为突破相关技术难题,提出并研究了测量机器人大地坐标传导、透明化工作面系统建立和动态修正、5G通信、采煤机与地质模型的自适应耦合以及基于时态地理信息系统（TGIS）的“一张图”一体化管控平台等多项关键技术,完成了多维可视化软件系统的开发与硬件系统的高度集成,实现了：(1)采煤机、刮板输送机等固定或移动目标点达毫米或厘米级的精确定位;(2)三维地测模型、设备模型、开采环境与工业控制之间的基于逻辑关系的一体化集成和数字孪生系统的构建;(3)综采工作面采煤机、视频、惯导、测量机器人和地质雷达等信息的可靠、实时传输;(4)为地面调度指挥控制中心的远程决策和智能自适应控制提供了可视化管控环境。系统已经成功应用于临沂矿业集团菏泽煤电郭屯煤矿3301,2305两个工作面,初步实现了较为复杂地质条件下的智能化自适应开采和地面远程管控。     

智能化综采管理平台中多源异构数据处理

针对智能化综采管理平台存在的信息孤岛以及子系统割裂等煤矿建设中存在的一系列问题,提出了智能化综采管理平台中的多源异构数据处理系统为主体的智能化煤矿建设体系架构。通过对大数据的采集、存储、分析以及系统实现,在井下构建智能化的多源异构大数据平台,成功建成了各个子系统之间能够统一管理、信息之间能够共享的格局。分析认为,多源异构数据处理系统可实现各类多源异构数据的高效传输和快速处理分析,能消除信息孤岛,以及设备持续开采的周期寿命进行预警预判和自动分析。     

智慧煤矿的建设路径探讨

随着信息化和工业化的进一步深入融合,人工智能、物联网、云计算、大数据等技术的飞速发展,智慧煤矿是煤炭行业未来发展的方向。在明确了智慧煤矿的建设目标后,从6个方面阐述了建设智慧煤矿的措施,认为智慧煤矿的建设必须在制定相关技术规范和标准的前提下用好各种新技术。应在一张图建设的基础上,加快智能采煤装备和快速掘进装备研发,构建大数据平台,探索智慧决策的应用模型。     

特厚煤层智能化综放开采理论与关键技术架构

综放开采方法是我国特厚煤层矿区实现高产高效的主要技术途径,智能化综放开采是未来综放开采技术发展的重要方向。在分析千万吨级特厚煤层智能化综放开采技术和问题的基础上,围绕安全、高效、智能这一主题,综合考虑特厚煤层顶煤体和上覆岩层的相互作用,以掌握特厚顶煤冒放理论,实现综放工作面放煤智能化,降低含矸率、提高顶煤采出率为主导,提出要解决的关键科学问题和技术构想。针对综放开采存在的煤矸智能识别、智能放煤控制、“采-支-放-运”系统智能协调等主要难题,凝练出特厚煤层智能综放开采大尺度顶煤体破碎与冒放机理,特厚煤层智能化采放协调控制机理与方法,特厚煤层智能综放开采群组放煤过程控制原理三大科学问题。攻克特厚煤层群组协同智能放煤工艺决策技术,特厚煤层顶煤厚度与放煤量实时监测技术,冲击振动和高光谱融合的煤矸识别技术,多模式融合的智能化放煤装备及控制技术,综放工作面“采-支-放-运”系统智能协调控制技术五项关键技术。突破特厚煤层智能化综放开采技术与装备瓶颈,研发煤矸识别装置、开发智能放煤控制系统及软件,解决采放协调、煤矸识别、群组放煤等难题,创建年产1 500万t智能化综放开采示范工程。最终实现特厚煤层智能化综放开采,为我国特厚煤层的安全、高效开发提供可靠的技术支撑。     

SAM智能综采技术在龙滩煤矿的应用

介绍了四川省首个智能综采设备在龙滩煤矿3124S工作面的应用情况,总结了SAM智能化综采的六大核心技术,包括成套设备一键启停、液压支架自动跟机、采煤机记忆割煤、机巷远程集中控制、工作环境智能监控、工况监测及故障诊断。通过现场应用,一键启停功能成功率超过90%、自动跟机率平均88%、记忆割煤使用率62%,实现了工作面设备集中控制、回采参数实时监控及故障诊断。结果表明,相较于传统综采工作面,智能化综采工作面生产人员减少50%,工效提高63%,单产提高65%。     

智能化采煤工作面人员感知定位控制系统策略研究

为了给智能化采煤工作面巡检人员提供安全保障，提出一套智能化采煤工作面安全闭锁及解锁策略方法，利用高精度人员定位系统实现人员识别，利用人员定位系统、智能化采煤工作面电液控制系统主机、支架控制器实现协同配合及逻辑判断，结合巡检人员实际移动速度进行动态匹配，实现人员定位系统、液压支架电液控制系统、巡检人员的安全协同。根据巡检人员活动情况，将智能化采煤工作面电液控制系统自动动作区域进行了划分，分析了2种会产生动作冲突的情况及其解决策略。同时给出了系统闭锁策略、主动解锁策略、被动解锁策略及其实现方式，给出了人员动态与系统匹配策略。通过在王家岭矿12309工作面进行实地测试，液压支架电液控制系统能够正常进行动作响应，通过对系统解锁响应时间实测表明，支架的实际解锁时间比理论解锁时间要长5～7s左右，与人员定位系统信号强度和支架控制器延时解锁设置有关。研究可为智能化采煤工作面人员安全保障提供技术借鉴。     

硬煤超大采高智能化综放开采关键技术装备研究

为实现8~12m硬质特厚煤层安全高效开采,针对硬煤冒放性差的特点,采用小采放比开采模式,增加割煤高度,利用围岩扰动改善顶煤冒放性能,实施超大采高综放开采,研究了硬煤超大采高综放开采成套装备,得出了工作面总体设备配套参数,优化了工作面大梯度过渡技术及端头区多设备联合支护方案。针对顶煤冒落块度大问题,研究了大运量煤流运输系统,配套采用后部刮板输送机交叉侧卸技术,配置了煤流四级破碎体系,工作面采用高可靠性智能控制采煤机,创新研发了强扰动高效放煤机构及"记忆+远程干预"放煤系统,创建了具有主动感知、自动分析、系统协同性能的安全高效的智能综放工作面,为实现年产1.5Mt特厚煤层综放开采奠定了基础。