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。     

矿山信息化发展及以数字孪生为核心的智慧矿山关键技术

矿山信息化建设在经历了单机自动化、综合自动化、数字矿山几个阶段之后,在物联网、人工智能、大数据技术的推动下,正朝着矿山智能化和智慧矿山的方向发展。以数字孪生技术为核心,围绕矿山生产场景和智能装备的知识服务体系是智慧矿山下一步需要重点研究的方向。首先回顾了矿山信息化技术的发展,然后分析了智慧矿山的核心关键技术,从智能感知与智能装备、边缘计算与网络服务、数字孪生知识建模、平台与应用系统4个方面进行阐述。智能传感装置和智能装备的不断涌现,为智慧矿山前端感知和执行提供了基础,而即时的感知、分析和决策是智能装备自治、自主工作的前提;随着边缘网关计算能力的提升,需要设计面向应用场景的轻量级算法模型和高效云边协同机制,以满足智能装备即时服务的需求,同时,围绕5G的通信技术在矿山的应用,将进一步提升知识服务的快速响应能力;矿山运行机理、经验知识、大数据分析与数字孪生建模技术融合的矿山生产场景可信数字孪生模型,将成为智慧矿山知识服务的核心;面向大数据和知识模型的平台技术是矿山数字孪生和智能化服务的载体,大数据高效存取、分析和利用能够有效的促进矿山智能化应用服务的融合。矿山数字孪生及相关智能化技术的突破,将实现对矿山物理世界实时可测、可观、准确控制、精确管理和科学决策,从而建立少人化或无人化的矿山生产模式,为智慧矿山的发展奠定基础。     

矿山信息化发展及以数字孪生为核心的智慧矿山关键技术

矿山信息化建设在经历了单机自动化、综合自动化、数字矿山几个阶段之后,在物联网、人工智能、大数据技术的推动下,正朝着矿山智能化和智慧矿山的方向发展。以数字孪生技术为核心,围绕矿山生产场景和智能装备的知识服务体系是智慧矿山下一步需要重点研究的方向。首先回顾了矿山信息化技术的发展,然后分析了智慧矿山的核心关键技术,从智能感知与智能装备、边缘计算与网络服务、数字孪生知识建模、平台与应用系统4个方面进行阐述。智能传感装置和智能装备的不断涌现,为智慧矿山前端感知和执行提供了基础,而即时的感知、分析和决策是智能装备自治、自主工作的前提;随着边缘网关计算能力的提升,需要设计面向应用场景的轻量级算法模型和高效云边协同机制,以满足智能装备即时服务的需求,同时,围绕5G的通信技术在矿山的应用,将进一步提升知识服务的快速响应能力;矿山运行机理、经验知识、大数据分析与数字孪生建模技术融合的矿山生产场景可信数字孪生模型,将成为智慧矿山知识服务的核心;面向大数据和知识模型的平台技术是矿山数字孪生和智能化服务的载体,大数据高效存取、分析和利用能够有效的促进矿山智能化应用服务的融合。矿山数字孪生及相关智能化技术的突破,将实现对矿山物理世界实时可测、可观、准确控制、精确管理和科学决策,从而建立少人化或无人化的矿山生产模式,为智慧矿山的发展奠定基础。     

基于“互联网+”智慧露天煤矿建设发展新构想

智慧露天煤矿建设不是各种信息化系统的简单堆砌,而是通过将物联网、大数据、云计算、人工智能、移动互联网、无人机、三维激光扫描等技术和装备与露天矿山开采有机结合,形成露天矿山互联、感知、分析、自学习、预测、决策、控制的完整的具有符合露天矿智能开采的“智慧大脑”系统。通过对露天矿山“智慧大脑”的构建,从无人机测量、智能调度及物料流规划、违章行为智能识别以及多源数据融合等角度出发,最终实现露天矿采掘、运输、排土、洗选、物流、风险预警、生态保护、安全管理等各个生产环节的智能化、开采资源利用的最大化、生态开采扰动的最小化、生态恢复的最优化、职业卫生危害的降低和矿山生产的无人化,实现“互联网+”的露天矿山智慧化生产、精细化开采,对我国金属、非金属露天矿山智能化建设同样具有重要借鉴。     

李村煤矿智慧矿山操作系统平台的应用

将先进的控制技术应用到煤矿的智能化建设中,是当前相关政府及企业关注的重点内容,也是有效解决井下存在的故障问题的重要措施.为此,结合当前李村煤矿智慧矿山操作系统平台存在的问题及现有条件,从系统总体方案及关键子系统等方面开展了该煤矿智慧矿山操作系统平台的升级设计研究和实际应用评价,得出该系统平台具有更高的稳定性、可靠性,能更好地满足该矿的使用需求,大大提高了煤矿的开采效率及作业安全,具有重要的应用价值.     

李村煤矿智慧矿山操作系统平台的应用

将先进的控制技术应用到煤矿的智能化建设中,是当前相关政府及企业关注的重点内容,也是有效解决井下存在的故障问题的重要措施.为此,结合当前李村煤矿智慧矿山操作系统平台存在的问题及现有条件,从系统总体方案及关键子系统等方面开展了该煤矿智慧矿山操作系统平台的升级设计研究和实际应用评价,得出该系统平台具有更高的稳定性、可靠性,能更好地满足该矿的使用需求,大大提高了煤矿的开采效率及作业安全,具有重要的应用价值.     

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。     

霍尔辛赫煤矿智慧矿山建设的实践

以山煤集团霍尔辛赫煤矿为案例,进行了智慧矿山建设的实践研究,对该矿智慧矿山系统建设的关键技术、系统建设的内容和功能以及应用情况进行了分析.实践应用结果表明:该系统的应用有效提高了该矿生产系统的智能化,达到了降本增效的目的.     

煤矿智能化建设目标和总体框架的研究与设计

为了推进煤矿智能化转型升级,提升煤矿安全生产水平,增强煤矿企业的核心竞争力,对煤矿智能化建设目标和总体框架进行了研究,提出了煤矿智能化建设“四横四纵”总体框架,并详细介绍了智能化的生产系统、高速安全的传输网络系统、智能支撑平台、智慧协同管控系统的煤矿智能化主要系统建设以及安全可靠的运行保障体系、严谨全面的标准规范体系、统一完备的煤矿智能化工作机制以及创新实用的产学研用机制的煤矿智能化体系与机制建设。     

智慧矿山技术体系研究与发展路径

基于我国矿产资源开发现状,分析了智慧矿山建设的必要性、建设理念与内涵,阐述了现阶段智慧矿山建设存在的关键共性难题,提出了我国智慧矿山建设的近期、中期、远期目标。针对我国煤炭资源开采条件与智能化建设基础存在的差异性,构建了智能化煤矿建设总体技术体系架构,从生产矿井与新建矿井两个维度提出了智能化煤矿建设技术路径,明确了不同建设条件矿井进行智能化煤矿分类、分级建设的重点内容。系统阐述了张家峁煤矿、巴拉素煤矿智能化建设经验与阶段性成果,并提出了我国智慧矿山实现高质量发展的主要技术路径。     

再论智能煤矿建设路线——基于人工智能3.0视角

合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障.指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征,只有实现了人工智能基本要素,才能让传统煤矿企业发展出"智能";只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能,才能称为煤矿智能化.提出一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路,它包括煤矿应用、计算能力、...     

煤矿安全监控系统技术现状及智能化发展趋势

智能化矿山的建设对监测监控系统的功能性、稳定性要求日益提高,把握未来技术发展的核心需求具有重要意义。通过分析“十三五”期间煤矿安全监控系统升级改造在传感层、传输层和应用层取得的具体技术成果,基于最新的《煤矿安全监控系统通用技术要求》,探讨了监控系统下一步智能化发展方向：传感器智能化、全覆盖,支持多网、多系统融合,系统增加自诊断、自评估功能,加强数据应用分析等。提出通过对新型传感技术、传感器智能化、分布式供电及共缆透传技术、一体化采集平台、监测数据深度挖掘与分析利用、生产协同管控等技术研究,引领煤矿安全监测监控系统的智能化技术。     

智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析

为解决煤炭开采面临的突出问题,找到煤炭开采未来发展方向和急需突破的关键核心技术,分析了国内外能源结构及煤炭的现状,指出利用科技进步实现安全高效绿色开采和清洁高效利用是煤炭的发展方向,建设智慧煤矿发展智能化开采是煤炭工业发展的必然选择。提出了智慧煤矿的内涵和3个基础理论问题及研究方向:① 数字煤矿多源异构数据的统一表达及信息动态关联关系;② 复杂围岩环境-开采系统作用机理及设备群全程路径和姿态智能控制的理论基础;③ 矿井设备群的系统健康状况预测、维护决策机制。提出了建设智慧煤矿MOS多系统综合管理、井下机器人群协同智慧和馈电管理、井下精确定位导航和5G通信管理、地质及矿井采掘运通信息动态管理、视频增强及实时数据驱动三维场景再现远程干预、环境及危险源感知与安全预警系统管理、智能化无人工作面系统管理和全矿井设备和设施健康管理八大智能系统管理操作平台的构想,分析了各平台的功能、特征和关键核心问题,提出了相应的建设路径和方法;分析了智慧煤矿的构成和建设目标,提出了智能化开采的八大核心技术短板和亟待攻破的关键技术,提出了技术层面从数据获取利用、智能决策和装备研发3个主要方向进行突破,管理层面从科学产能布局、专业化运行服务和建立新规范规程体系等促进发展的措施,指出了智慧煤矿和智能化开采技术发展的目标和实现路径。     

国家能源集团智能矿山建设实践与探索

介绍了国家能源集团智能矿山建设历程,并从智能矿山的规划研究、煤矿业务标准化、管控系统智能化、综采工作面智能化、掘进工作面智能化、主运系统智能化、辅助运输系统智能化等方面,详细阐述了国家能源集团在榆家梁煤矿、大柳塔煤矿、上湾煤矿、锦界煤矿和准能集团露天煤矿进行智能矿山建设的实践以及良好的应用效果;针对智能矿山建设实践中存在的问题,提出智能化工作面建设、煤矿机器人研发、智能选煤厂、露天煤矿用智能卡车等集团智能矿山建设的目标任务。     

煤矿智能化建设探索与实践

分析了煤矿智能化建设的重要意义和必要性,从示范工程建设大力推进、产学研用融合发展不断深入、完善顶层设计及其企业支持政策、建立健全相关标准机制等方面阐述了目前煤矿智能化建设的初步成效,剖析了在基础理论、技术标准、核心装备、煤矿智能化匹配高端人才等方面存在的问题,从保障能力、科技攻关、工程建设等方面介绍了中煤能源集团煤矿智能化建设的实践和进展,并提出全面推进生产智能化、加快建设“数字中煤”、持续强化关键技术攻关、着力提升自主创新能力等煤矿智能化建设的下一步重点任务。     

煤矿智能化开采新进展

智能化开采是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过多年发展,我国智能化开采形成了薄煤层和中厚煤层智能化无人操作,大采高煤层人-机-环智能耦合高效综采,综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤,复杂条件智能化+机械化4种智能化开采模式。为了解决工作面综机装备智能决策难题,研发了工作面智能协同控制系统,实现采煤机自适应割煤与自主感知防碰撞,基于煤流量智能感知的采煤机、液压支架、刮板输送机等综采装备的协同联动,工作面综采装备与端头和超前支架的联动控制。上述研究成果在陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层、金鸡滩煤矿8 m超大采高综采、金鸡滩煤矿9 m以上硬煤特厚煤层综放开采进行应用,效果显著,实现了陕北侏罗纪1.1 m硬煤薄煤层高效智能化无人开采,8 m超大采高工作面人-机-环智能耦合高效综采,9 m以硬煤上特厚煤层超大采高智能化综放开采。