综采工作面视频监控系统优化设计

针对现有综采工作面视频监控系统占用网络带宽大、视频存储不完整、采煤机截割画面不突出、视频拼接画面参差不齐等问题,从系统硬件和软件、视频压缩和拼接算法等方面进行优化设计。硬件方面,引入硬盘录像机,以降低网络带宽占用率,解决视频传输卡顿问题;采用本地存储与远程存储相结合的方式,有效解决了视频存储丢失的问题。软件方面,以突出重点、局部放大为原则,采用实时视频与动画模拟结合的方式显示综采工作面视频画面与设备状态参数,解决了采煤机截割画面不突出的问题。算法方面,提出了基于深度学习的视频压缩方法,除压缩视频数据本身外,对帧间数据也进行压缩,有效降低了算法的码率;采用非线性损失真模型(NAM)矫正算法消除图像畸变,采用加速稳健特征(SURF)检测算法进行特征点检测,并通过双线性插值方法进行图像融合,从而实现全景视频拼接。探讨了综采工作面视频监控技术发展方向,包括摄像仪自清洁技术、智能识别技术、工作面全景视频拼接技术、5G与WiFi6融合通信技术、煤岩界面识别技术。     

自动化综采工作面概念探讨

介绍了国内自动化综采工作面的技术现状,并将综采工作面的设备分为生产设备、辅助设备、测控系统;针对目前业内工作面名称混乱的情况,认为"自动化综采工作面"的命名比较恰当;提出了自动化综采工作面技术可划分为综采工作面局部自动化、综采工作面半自动化、综采工作面全自动化、综采工作面智能自动化4个等级并给出了具体特征;介绍了自动化综采工作面的发展途径,指出把自动化综采工作面看成是一台可以自动行走、自动割煤、自动支护、自动装煤、自动运煤的大型机器更符合实用要求。     

综采工作面智能化控制系统方案设计

针对煤矿井下综采工作面人工现场操作时生产效率低下、安全性不高、劳动强度大的问题,设计"三机"智能化控制系统.对"三机"姿态协同控制模式、性能协同控制模型以及远程集控中心进行模型、平台设计.通过与人工现场操作模式"三机"运行数据进行对比分析发现,智能化控制系统方案能够保证综采工作面生产连续、安全运行,提高设备生产效率.     

金家渠煤矿智能化建设探索与实践

介绍了金家渠煤矿智能化建设的现状：完成了万兆工业环网、4G无线通信系统、数据中心等智能化煤矿信息基础设施建设,实现了业务集中管控、系统应急联动、数据共享互联、部分生产子系统自动化控制。明确了金家渠煤矿智能化建设目标：2022年完成初级智能化煤矿建设,2025年完成中级智能化煤矿建设。分享了智能化建设经验：采用矿端私有云数据中心提升设备利用效率;采用万兆工业环网+4G无线网络满足智能化煤矿建设需要;以点及面,逐步凝聚必须开展智能化建设的思想共识。对人工智能(AI)图像识别、轨道运输智能化等相关智能化技术应用进行了探索。     

大采高智能化综采工作面设备配套工艺研究

屯兰矿针对22301综采工作面设备,在自动化程度的配套、以及智能控制方面存在的问题,研究了综采工作面配套设计,得出工作面总体设置配套参数,优化了综采面三机智能化方案,该系统在22301工作面进行使用,取得了预期的运行效果,为实现"机械化换人、自动化减人、智能化少人"目标迈出坚实的一步.     

大柳塔煤矿智能化建设实践

针对智能矿山建设要求,详细介绍了大柳塔煤矿多年来智能化建设成果,主要包括：(1)基础条件建设。亿吨级煤矿生产指挥系统、海量数据综合管控平台、煤矿一体化矿图协同管理平台、煤矿安全监控系统数字化升级改造、信息基础与网络建设。(2)示范工程技术应用成果。中厚煤层智能综采工作面、厚煤层智能综采工作面、连续采远程控制技术、两臂组合式智能锚杆钻车、矿用智能巡检机器人、无人值守带式输送机、采掘工作面智能化远程控制技术、智能喷浆机器人。     

数字孪生-应对智能化综采工作面技术挑战

基于智能化综采工作面目标任务-自主完成综采工作面可靠割煤、保持工作面几何关系、顶板可靠支护,提出了综采工作面智能控制关键技术,包括采煤机定位技术、工作面可视化技术、液压支架电液控制技术（装置）、工作面通信技术、综采装备协同控制技术、采煤机自动调高技术、工作面自动调直技术和工作面围岩支护控制技术（其中前3种技术属于智能化综采工作面的感知与执行层,工作面通信技术是智能化综采工作面的传输层,后4种技术属于智能化综采工作面的决策层）。指出智能化综采工作面面临的挑战为决策层的自主决策能力不能适应复杂多变的工况、感知与执行层不能支撑决策层的信息需求和决策指令的可靠执行。针对上述挑战问题,采用基于仿真的数字孪生建模方法,提出了综采工作面数字孪生系统架构。综采工作面数字孪生系统虚拟实体包括机理模型和行为模型,利用综采装备机理模型可获得综采装备物理系统的不可测数据,行为模型可为综采工作面智能控制系统提供反映物理装备运行状态的全息信息,解决决策层数据信息匮乏问题;综采装备机理模型与其控制系统组合的离线运行模式形成综采工作面硬件在环仿真系统,为基于工艺规则的智能控制算法提供测试平台;综采装备机理模型、行为模...     

大采高智能化综采装备关键技术研究

为了保障智能化综采装备安全高效运行和智能化综采技术常态化应用,以陕西黄陵二号煤矿有限公司大采高综采工作面为例,针对采煤机、液压支架、视频系统等智能化综采装备,重点研究了采煤机精准调高传感器及其保护装置、机械和液压系统可靠性、CAN总线通信隔离、远程启停控制、外喷雾装置,液压支架压力及行程传感器、推溜控制,视频系统高性能广角摄像仪和多角度调节安装架等关键技术,从而不断提升大采高智能化综采装备的可靠性和监控精准度。     

郭家湾煤矿智能化信息系统建设研究

煤矿智能化信息系统的建设可为煤矿综合管理提供平台,提高煤矿生产效率,预防和减少重大事故发生,为安全生产应急指挥提供监控手段。结合郭家湾煤矿智能化建设现状,从智能一体化管控平台、煤矿数据中心、“一张图”管理系统、智慧园区、IT基础设施、网络安全、底层自动化系统7个方面,阐述了煤矿智能化信息系统建设方案及目标,并分析了系统的安全效益、社会效益和经济效益。     

综采无人工作面的整体设计与实现方法的构想

综采工作面的无人化和少人化是解决煤矿安全的核心课题。文章指出应从综采系统的整体角度来思考自动化采煤问题,并将综采工作面的设备分为生产设备、辅助设备、工作面控制中心,指出了各种设备的控制要求;重点阐述了工作面控制中心的组成及各组成部分应具备的主要功能;介绍了综采无人工作面的组成,给出了综采无人工作面的系统架构及特点;最后认为综采无人工作面可实现四级监控、三级控制的预期效果。     

综采工作面刮板输送机的自动化、智能化控制技术

从综采工作面刮板输送机的电动机软启动控制和机电设备工况监测两个方面,综述了刮板输送机的自动化、智能化控制技术,指出综采工作面刮板输送机的自动化、智能化必将推动刮板输送机无人值守的实现,进而推动采煤机、液压支架和刮板输送机联动作业的、无人的和全自动工作面的实现。     

煤矿综采工作面顶板支护管理的研究

煤矿综采工作面顶板下沉、断裂等隐患严重威胁安全生产。本文以山西某煤矿3103工作面为例,对工作面顶板支护、巷道顶板支护管理进行研究,并提出合理的支护方式,对煤矿生产作业安全稳定开展具有一定的意义。     

煤矿智能化掘进工作面的建设方案及应用

为完成矿井4326工作面回风顺槽在掘进过程中的智能化改造及建设任务,并实现机械化换人、自动化减人、智能化少人的目标,本文基于4326工作面回风顺槽的具体条件,设计了初步探索阶段、升级改造阶段、优化应用阶段的智能化改造路径,设计并搭建了掘进工作面智能化控制系统。实践表明,经智能化改造,掘进工作面单班进尺记录达到58 m,日进尺最高可达95 m,月进尺超过2 400 m,安全、技术、经济效益显著,可为相似条件下矿井的智能化改造提供借鉴。     

煤矿井下综采工作面瓦斯抽采技术研究

由于煤层结构复杂、赋存规律不规则以及开采条件恶劣,煤矿生产的安全问题日益凸出。本文主要介绍了煤矿井下综采工作面瓦斯来源及涌出机理,并研究了瓦斯抽采技术,为煤矿瓦斯灾害防治提供了一定的理论依据。     

白芨沟煤矿智能化建设思考与规划

针对国家能源集团宁夏煤业有限责任公司白芨沟煤矿信息化基础薄弱、智能化建设滞后的现状,提出了可行的智能化建设理念,针对性给出了制定实施方案、明确资金渠道、夯实基础建设、突破关键技术、分步实施建设5个方面的建设路径与方法,阐述了已建系统运行效果及存在的问题,为按期实现智能化建设目标从短期和远景方面规划了下一步计划实施的具体项目。     

综采工作面虚拟现实监控系统设计

针对目前综采工作面自动化生产过程中视频监控图像效果差的问题,设计了综采工作面虚拟现实监控系统,详细介绍了系统功能设计、结构组成及系统实现的关键技术。该系统采用虚拟现实技术构建出了高仿真度的虚拟矿井作业场景,实现了综采工作面生产设备实时状态信息的采集、传输、显示、预警以及反向控制等功能,满足了综采工作面自动化生产监控的需求。     

综采工作面全自动联合采煤机组的设计

为提高综采工作面的自动化水平和生产效率,提出了一种综采工作面全自动联合采煤机组的设计方案。该机组采用可视化计算机监控系统通过CAN总线控制组合开关、电牵引采煤机、液压支架、输送机、工作面沿线扩音电话及智能乳化液泵站等成套设备。实际应用表明,该机组实现了全套综采设备的远程、集中监控和管理功能。     

大采高综采工作面环境安全智能化监测

针对仅依靠煤矿安全监控系统和传统单点监测模式很难对大采高综采工作面环境安全实现全面准确监测的问题,提出了一种大采高综采工作面环境安全智能化监测方案。通过可靠的监测手段自动获取不同类型监测数据,减少人为因素干扰;在单一灾害分级预警的基础上,实现工作面环境安全监测融合分析,划分工作面环境安全风险等级。应用结果表明,该方案实现了基于工作面生产过程的实时安全分析预警,提高了工作面环境安全监测的智能化水平。