国家能源集团井工煤矿智能开采指南研究与实践

分析了国家能源集团智能采煤技术与实践发展历程，详细阐述了5种智能采煤技术模式，介绍了《国家能源集团煤矿智能化建设建设指南》(2022版)井工煤矿智能采煤部分的5项制定原则，重点对初级、中级、高级3种智能采煤工作面的智能采煤模式及分级解决方案进行了解读。初级智能采煤工作面采用“自主移架+记忆割煤+跟机干预+集控”5人采煤模式，中级智能采煤工作面采用“协同作业+有人巡视+远程干预”3人采煤模式，高级智能采煤工作面采用“自主割煤+无人跟机+智能决策”0人采煤模式。对3种智能采煤模式从典型特征、不同解决方案下的人员配置进行了详细解读，智能采煤工作面建设按照统一建设理念、统一系统架构、统一综合管控、统一智能技术与装备的要求进行。     

郑庄煤矿智能矿山创新建设探索与实践

以晋能控股煤业集团郑庄煤矿为对象,进行智能矿山创新建设探索与实践。基于智能化矿井平台建设的构想,从智能化矿井建设架构、实施及平台设计等方面阐述了智能化矿井平台应具有的功能和效果。郑庄煤矿智慧矿山的建设和应用,大幅度提高了煤矿生产效率,降低了煤矿企业安全管理成本,安全水平跃上了一个新的台阶。     

智能矿山车联网体系架构与关键技术

矿山车辆作为矿山生产的重要设备,其管理水平直接影响矿山生产、安全、经营管理的各个方面,应用车联网技术提升矿山车辆管理智能化水平是智能矿山建设的重要内容。为避免车联网在矿山车辆管理应用中因概念不清、目标不同、路径不同、体系架构不同、技术应用重点不同造成发展方向分散、重复建设投入、系统融合困难的问题,以智能煤矿为例,提出了矿山车联网的概念,并对其体系架构、关键技术和典型应用进行了分析探讨:首先,在回顾智能矿山和车联网发展的基础上,定义和阐述了矿山车联网的概念;然后参考车联网和矿山物联网体系结构,设计了由感知控制层、网络层、服务支持层和应用层构成的矿山车联网体系架构;综合车联网和智能矿山信息系统关键技术,分析了矿山车辆定位与监控、矿山车辆智能感知和控制、矿山车辆无线通信、矿山车联网协同计算等关键技术;最后从"人、车、环、管"4个方面出发,对矿山车辆及驾乘人员监控、矿山车辆自动驾驶及无人驾驶、基于矿山车辆的矿山安全监测、矿山车辆智能调度等矿山车联网典型应用进行了探讨。研究成果为推动车联网技术在智能矿山车辆管理中深入有序应用奠定了基础,同时丰富了矿山物联网技术内涵,为矿山物联网其他技术分支在智能矿山建设中的应用积累了经验。     

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。     

世界一流煤矿建设的探索与实践

按照国家能源集团“一个目标、三型五化、七个一流”总体发展战略,以“安全、绿色、智能、高效”为目标,阐述了世界一流煤矿基本内涵、基本要素和建设思路。以大柳塔煤矿为例,按照世界一流煤矿建设评价体系,贯穿“高效、智能、绿色”矿山创建主线,从矿井安全、环保、生产、经营、机电管理方面探索创建新技术、新方法和新途径,实现生产运营一体化、经营管理精细化、技术装备智慧化、环境治理清洁化和煤炭品牌国际化的建设水平。结合煤矿生产实际情况,提出世界一流煤矿建设未来探索与改进方向。     

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。     

神华智能矿山建设关键技术研发与示范

探讨了智能矿山的内涵,指出智能矿山是以矿山物联网为技术手段在数字矿山基础上的发展与创新,是将感知信息提炼为决策智慧、将决策智慧转化为执行能力的过程。设计了智能矿山5层架构体系并对其关键技术进行攻关,包括面向3个聚焦感知的泛在智能感知技术、面向海量感知数据的"一网一站"传输技术、面向区域矿井群的一体化软件平台研发和面向集团战略落地的业务流程标准化,实现从感知、传输、分析、决策的智能化和一体化。以锦界煤矿为示范点,展开了智能矿山示范工程建设。在示范工程实施过程中,除智能传感与集成化传输、生产过程自动化控制、矿山生产集成化系统监控、计划协同与生产执行系统外,重点强化了智能矿山体系中的"智慧"和"能力"平台建设,主要包括大数据中心和决策分析平台。实践表明,智能矿山可大幅提升生产效率、降低运营成本,是促进煤矿集团转型升级的关键举措。     

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。     

基于微服务架构的大型智能矿山建设研究与设计

针对大型智能矿山建设中存在的具体技术架构不清晰、体系不完善等问题，分析了现有智能矿山建设的4条技术路线，在充分借鉴国内互联网行业技术架构的基础上，提出基于Sping Cloud微服务架构的大型智能矿山应用建设架构，并且针对大型智能矿山建设中所产生的数据价值问题，提出智能矿山数据标准体系以及数据湖建设架构，构建了基于微服务平台的智能决策分析系统、智能经营管理系统、智能矿山生产执行系统和智能安全生产集成监测监控系统等。最后，梳理了若干智能化应用场景，以期为大型智能矿山建设提供有益借鉴。     

智能矿山建设规划思路及建议

通过对矿山企业的现状及所面临的实际问题分析,从能效验证分析必要性、单机装备的智能化建设、多机装备的智能化协同、智能装备和智能机器人的定向开发4个方面论述了智能化建设规划基本思路;并给出了智能化建设的相关建议.     

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。     

智慧煤矿2025情景目标和发展路径

智慧矿山是煤炭行业转变发展方式、提升行业发展质量的核心驱动力,是矿山技术发展的最高形式。基于数字矿山技术发展现状,结合生产系统智慧化特征及要求,给出了智慧矿山概念及内涵:将物联网、云计算、大数据、人工智能、自动控制、移动互联网、机器人化装备等与现代矿山开发技术融合,形成矿山感知、互联、分析、自学习、预测、决策、控制的完整智能系统;到2025年,实现煤矿单个系统智能化向多系统智慧化方向发展,建立智慧生产、智慧安全及智慧保障系统的基本运行框架,初步形成空间数字化、信息集成化、设备互联化、虚实一体化和控制网络化的智慧煤矿第二阶段目标。实现矿井开拓、采掘、运通、洗选、安全保障、生态保护、生产管理等全过程智能化运行。资源开发利用水平显著提高,煤矿职业健康和工作环境根本改善,矿山生态恢复和保护全面实施。     

煤矿智能化标准体系框架与建设思路

煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。建立健全煤矿智能化标准体系,强化基础性、关键共性标准的制修订是智能化煤矿建设基础和指南。针对煤矿智能化标准建设仍处于初级阶段,缺乏统筹规划顶层设计,造成交叉规定,规范不明确及重复建设等问题,构建煤矿智能化标准体系框架,提出煤矿智能化标准体系建设路径,为智能化煤矿标准体系完善及技术发展提供参考。首先对煤矿智能化标准体系建设现状及其立项与发展情况进行分析,并通过对比工业互联网标准体系,明确煤矿智能化标准体系建设需求和重点任务;在深入研究煤矿智能化技术架构的基础上构建煤矿智能化标准体系总体框架,包括总体类标准、设计规划类标准、基础设施与平台类标准、煤矿智能化系统类标准、智能装备与传感器类标准、评价及管理类标准、安全与保障类标准7个部分,并分析各类标准研究方向;基于煤矿智能化标准体系框架对其中重点领域研究和标准制定任务进行分析阐述,提出详细的智能化标准建设方案;最终对煤矿智能化标准体系建设的思路和关键任务进行分析,明确建设目标和方向,提升煤矿智能化标准的整体支撑作用,促进煤炭产业发展。     

黄陵一号煤矿实现数字化矿山的转型实践

为促进黄陵一号煤矿顺利实现智能化矿山建设,详细制定了黄陵一号煤矿数字化矿山建设策略并实践。首先陕西陕煤黄陵矿业公司一号煤矿在2008年度启动数字化矿山建设,在第一期建设方面首先以搭建数据传输平台为基础,形成调度、监控、辅助系统的汇接与集管理为基本目标的建设愿景;接着在2014年对一期建设进行了升级完善,该阶段以达到数据传输流畅稳定,生产设备的集中控制常态化为建设目标,健全各类监控数据采集通道;2018年又通过建设安全信息共享平台,实现各类生产数据的统一管理。通过分析和实践,为下一步黄陵矿业公司实现智慧矿山奠定了基础,并阐述了一号煤矿实现智能化矿山的建设思路。     

关于建设智慧化煤矿安检员队伍的思考

安全是煤矿永恒的主题。要实现煤矿企业安全生产,既需要安全管理人员规范管理、施工人员按章操作,也需要安全检查人员严格监督检查。安检员作为施工现场安全监督检查的直接责任人,在煤矿安全管理中发挥着至关重要的作用。本文以小保当公司智慧化煤矿建设为背景,分析了当前煤矿安全工作和安检员队伍现状及存在问题,提出了安检员队伍应具备的素质,论述了在建设现代化智慧煤矿过程中打造一支业务精干、素质过硬、作风优良、责任心强,具有“狼性”的安检员队伍的途径,使安检员真正成为安全生产的重要防线。研究对建设安全、绿色、高效的智慧化煤矿具有一定的借鉴意义。     

煤矿机电设备健康智能化管理系统关键技术研究

给出了智慧矿山的定义和内涵,指出智慧矿山的三大组成部分即:智能化生产系统、智能化安全管理体系、智能化后勤保障体系;总结了实现煤矿机电设备健康智能化管理的关键技术,分析了煤矿机电设备健康智能化管理系统的构成,为保证煤矿机电设备全寿命周期的健康运行,提供了理论参考。     

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。     

可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井关键技术与装备

我国西部煤矿资源开发是保障煤炭资源供给的战略性任务,少人、安全、绿色、机械化、智能化矿井建设是现阶段煤炭智能化发展的必然趋势和重要方向。首先梳理了我国煤矿斜井和竖井全断面机械破岩掘进技术和装备现状,分析了适用煤矿井筒掘进的不同类型装备机械破岩掘进工作面临的共性难题;针对可可盖煤矿典型的西部富水弱胶结地层条件,确定了可可盖煤矿斜井和竖井联合开拓方案,并从地层条件、装备性能、围岩控制和经济合理性等方面,研判了采用斜井TBM掘进和竖井钻机钻井的可行性,提出了智能化建井建智能矿井的理念,构建了可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井模式;针对可可盖煤矿地层岩石强度低、扰动敏感的特性,突破了斜井敞开式TBM掘进高效破岩与围岩控制、连续排渣、装备推进与支撑协同控制等技术,实现了TBM姿态大幅度调整,一次掘进断面面积40 m2,形成了“探-破-支-运”一体化连续掘进技术体系,单月最高掘进进尺523.8 m;首次在西部富水弱胶结地层中采用竖井钻机钻井,提出了全岩地层竖井“一钻完井”工艺,形成了适用我国西部煤系地层钻井法凿井的大型竖井钻机及其配套装备体系,包括大直径全断面钻头结构、稳定钻杆、大型门式起重机以及竖井钻机高效集中控制系统,攻克了竖井钻机配套大型门式起重机安装、起下钻智能控制、竖井钻机高效钻进等关键技术与智能监控难题,实现了西部富水弱胶结岩石地层8.5 m大直径井筒高效钻进,单日最高钻进进尺10.8 m。