煤矿智能化(初级阶段)技术体系研究与工程进展

煤炭是实现清洁高效利用的最经济、最可靠的能源,煤炭资源的智能、安全、高效开发与低碳清洁利用是实现我国煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。基于我国煤矿智能化初级阶段的发展要求,开展了煤矿智能化技术体系研究和工程建设,进行了智能化煤矿顶层设计研究,以"矿山即平台"的理念将智能化煤矿整体架构分为设备层、基础设施层、服务层与应用层,实现煤矿生产、安全、生态、保障的智能化闭环管理。针对智能化煤矿存在的信息孤岛问题,开展了多源异构数据建模、特征提取与数据挖掘等技术研究,研发了基于数据驱动的信息实体建模与更新技术;研究了智能化煤矿高精度三维地质模型构建方法,通过在刮板输送机上布设巡检机器人与三维激光扫描仪,将三维激光扫描数据与地质模型数据、采煤机位姿数据、采煤机摇臂截割数据进行有效融合,获取采煤机的实时截割曲线,通过比对采煤机实际截割曲线与地质模型的煤岩层分界面曲线,实现基于地质模型动态更新的煤层厚度自适应截割控制方法;研发了工作面采掘接续智能设计技术,实现了接续工作面图纸、规程、规范的智能设计,大幅降低了采掘接续过程中的重复劳动;研究了掘锚一体机的位姿检测与导航技术、自动打锚杆技术、自动铺网技术、巷...     

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...     

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。     

煤矿辅助系统自动化智能化建设与管理实践

以双冗余结构的工业以太环网作为传输媒介,利用现代智能检测与分析处理技术,实现对系统运行分析与管理、运行监测与故障诊断、数据采集与处理发布等自动化智能化在线管控。通过建立完善管控体系,改变传统的管控模式和方法,实现无人值守和系统在线高效安全管控。     

煤矿岩巷全断面掘进机(TBM)及智能化关键技术

岩巷掘进技术和装备的发展直接关系到煤矿生产的能力和安全。随着综合机械化采煤技术的迅速发展,回采工作面推进速度越来越快,对巷道掘进速度的要求越来越高。煤矿岩巷掘进技术,经历了钻爆法、综掘法,现在已经发展到第3个阶段TBM工法。传统的钻爆法、综掘法受技术和施工工艺限制,越来越无法满足各重大工程对施工效率、安全性、社会效益、经济收益等提出的更高要求,难以满足煤矿采掘平衡发展。TBM实现高效破岩、连续出渣、快速支护,通风除尘、供排水同步作业。分析了近几年国内煤矿TBM施工案例,提出矿用TBM开发关键技术,TBM针对煤矿井下特殊工程地质条件设计,实现掘锚运同步、及时支护,提高对坡度、围岩适应性,小半径转弯能力,融合千米定向钻机技术,做到逢掘必探,设备、施工规范和组织管理有机融合;提出工序衔接关键在于"探得远,掘得快,支得住,运得出"。分析煤矿巷道特点,提出设备系列化、模块化设计规划,关键部件国产化发展方向。依托大数据分析和云计算平台,按照"以感知为基础,以信息融合为中心,以智能掘进为目标"的原则,规划TBM智能掘进技术体系;开发掘进智能控制软件——TBM-Smart,系统架构划分为数据采集层、数据分析层、实时决策层,包括七大功能模块。分析煤矿行业面临的瓶颈和未来发展,提出矿用TBM向"机械化换人、自动化减人、智能化解放人"方向发展。     

煤矿机电设备智能化管理研究

煤矿机电设备的正常运行与煤矿生产的安全和效益息息相关。传统的机电设备管理方式面临着许多挑战,包括维护难度大、故障诊断困难等。随着科技的不断发展,智能化管理逐渐成为提高煤矿机电设备管理效能的重要手段。探讨了煤矿机电设备智能化管理的方法及管理系统的设计,旨在通过引入先进的传感器技术、云计算平台以及机器学习算法,构建一套适用于煤矿机电设备管理的智能化系统,并通过该系统,希望实现对煤矿机电设备状态的实时监测、故障的早期预警、系统维护的优化,为决策者提供全面、精准的数据支持。     

智能化变电站在寺河煤矿中的实践应用

本文对晋煤集团寺河煤矿三座35kV智能变电站的实践应用进行了分析,该35kV智能变电站采用IEC61850通信标准,工程中使用电子互感器技术、光通信技术和智能以太网交换技术,从而完成对35kV变电站的智能化改造建设。三座35kV智能变电站已安全运行近3年时间,各项试验数据达到设计要求。     

智能化煤矿建设若干问题研究与思考

智能化开采、智能化矿井建设是煤炭企业实现高质量发展的必然选择。分析了我国智能化矿井建设历程和智能化采掘技术迭代发展的趋势,结合当前行业智能化矿井建设现状,研究认为现阶段矿井智能化仍处于初级水平,为更好地推进智能化煤矿建设,提出以下应把握的几个问题和具体建议:灾害治理永远是矿井智能化建设的前提;矿井智能化的核心是采煤、掘进智能化;准确把握行业智能化矿井建设,当前绝大多数煤矿应以矿井升级改造为主;具有嵌入式技术的智能化装备是煤矿智能化实施的必然要求等。     

虎龙沟煤矿工作面智能化开采的实践

以晋能控股煤业集团虎龙沟煤矿81511工作面为研究案例,进行了智能化开采的实践应用研究,对智能化开采技术方案及技术特征进行了分析,阐述了智能单兵系统的应用。81511工作面智能化开采技术应用后,实现了工作面减人、提效的目的,为该矿实现高产高效安全开采的目标奠定了基础。     

煤矿智能化开采模式与技术路径研究

本文主要分析了煤矿智能化开采模式与技术路径,重点介绍了矿山机械智能化发展现状和问题,智能化开采的核心技术和未来的发展趋势.通过对煤矿智能化开采模式与技术路径的研究,能够有效的提高开采效率和安全度,提高作业环境,减少职工劳动强度,促进我国煤炭行业的持续发展.     

张集矿1312(1)工作面智能化开采实践

张集矿采用国产智能化采煤设备,通过应用SAM综采自动化控制系统、SAC电液控制系统、SAP乳化泵站集成供液系统、视频监控系统、刮板运输机变频控制系统、反渗透水处理装置、运顺双轨列电自移装置、两巷超前支架支护等装置、装备,实现了工作面智能化开采,提高了作业安全系数,降低了劳动强度,达到减人提效的目的。     

门克庆煤矿智能化开采系统设计研究

全球新一轮科技革命和产业变革正在孕育兴起,计算机、遥感探测等技术与矿业相互融合,使矿业发展新动能日益强劲,为矿业转型升级、实现创新发展带来了革命性机遇。智能化是未来矿业发展的必然选择。文章结合中煤集团西北地区煤矿冲击地压大、工作面涌水量大等特点,以中天合创门克庆煤矿3103工作面作为工程背景,以建设智能化开采及智慧矿山建设为目标,系统研究各设备的智能化技术及工作面协调控制技术、地面远程监控技术,对采购成套设备及各自控制系统进行改造,增加相应的集中控制系统、视频监控系统等,使成套设备具备全自动化开采功能,实现工作面的智能化、自动化开采,为透明开采、精准开采奠定基础;研究成果为煤矿智能化建设技术提供了宝贵方案。     

煤矿综采智能化工作面关键技术研究

在实际开展煤矿综采工作的过程中,运用智能化技术能够有效实现无人化生产的情景,这对于保障整个生产安全有着非常重要的作用.本文对煤矿综采智能化工作面关键技术进行研究,以供参考.     

煤矿智能化连续运输系统关键技术研究

针对煤流输送系统存在逆煤流启车及始终全速的非最优运行状态,造成电能无效消耗及煤流输送系统传动部件无效磨损的现状,为提高煤流输送系统的运行效率,提出了煤矿智能化连续运输系统关键技术,主要涉及4个方面:煤量检测技术、智能控制策略、智能监控预警和煤流输送系统大数据远程监控云平台。煤量检测技术通过视频图像分析处理,检测出煤流输送线上煤料的宽度、截面积或体积,从而计算出瞬时煤量,作为煤流输送系统智能化调速的数据来源。智能控制策略通过改进煤流输送系统控制和运行工艺,即顺逆煤流自适应启动控制、煤量自适应调速和多级设备协同控制,提高煤流输送系统的运行效率和智能化水平,节能降耗,延长设备使用寿命。巡检机器人搭载高清摄像装置、热成像仪及多种有害气体传感器,可执行煤流输送系统井下巡检任务,取代人工巡检,实现智能监控预警。煤流输送系统大数据远程监控云平台通过对煤流输送系统运行状态数据的采集、存储、分析和展示,解决了煤流输送系统生产故障排查耗时、滞后等问题,实现了煤流输送系统生产作业过程的少人化、数据化和远程实时监控。     

煤矿井下人员智能化平台研究

本文设计了煤矿井下人员智能化平台,通过在原有安全帽上安装矿用头戴式可拆卸智能设备使其成为多功能智能头盔,为人员提供导航、环境信息展示、信息推送、语音通话以及视频等功能.通过该平台使井下人员加入到矿山物联网中,为井下人员提供安全保障.     

永智煤矿智能化改造技术研究

煤矿智能化开采是我国煤炭资源开发的重要发展趋势。文章以永智煤矿5101综采工作面智能化改造需要,通过数据融合平台改造,阐述了智能矿井整体构架,给出了智能监控系统及智能决策平台构建方法。随后对掘进系统智能化及综采系统智能化提出了改造方法,主要包括掘进机载系统、掘进机远程遥控系统、割煤系统及支架电控系统等几个方面。通过预期改造成果分析,工作面作业人员可减少至8～10人,每班次作业人数减少50%;整体回采率可提高至15～17刀/d,工时可减少约42%,功效提高25%～35%,有效提高了工作面生产的安全性,改善了井下作业环境。改造技术方案可为有类似智能化改造需求的矿山提供借鉴与指导。     

煤矿企业智能化人才培养策略研究

“双碳”战略是推动我国能源产业改革的催化剂.针对智能化人才队伍较难满足煤矿智能化高速发展的问题,以2021—2022年间就职于煤矿企业的近5年高校毕业生问卷数据为研究样本,利用皮尔逊相关性算法对问卷数据进行信度检验和效度检验.在此基础上,运用卡方检验算法分析人才培养的薄弱环节.然后,基于层次聚类算法进一步分析学 科教学与企业需求间的矛盾,并融合主成分分析算法和DBSCAN密度聚类算法,探讨煤矿智能化专业人才队伍建设过程中,专业师资力量对其产生的影响.最后,对“双碳”目标约束条件下煤矿智能化专业人才队伍建设策略进行了 研究,该策略的有效实施,为加快煤矿智能化人才培养提供了新的思路,可助力“双碳”目标的实现.     

煤矿信息化与智能化要求与关键技术

分析总结了煤矿信息化与智能化特点,提出煤矿信息化与智能化3层应用架构,即监控监视与通信层、生产与安全管理层、经营管理与决策支持层。提出煤矿信息化与智能化的总体要求,如按照"安全可靠、先进适用;易维护、可扩展;总体设计、分步实施"的原则进行整体设计;统一信息传输平台、接口规范、数据编码、数据库、信息处理平台等。提出煤矿信息化与智能化的关键技术及要求,如矿井监控网应通过网闸等网络安全设备与办公网络和互联网互联互通;矿井有线调度通信系统的电缆必须专用;严禁矿井监控系统与视频监视系统同芯;煤矿安全监控系统和有线调度通信系统等主干光缆和电缆应分设2条,从不同的井筒或同一井筒具有一定间隔的不同位置进入井下;图像监视系统应具有智能识别功能等。