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。     

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。     

煤矿智能化主运输系统无人值守关键技术研究与实践

以布尔台煤矿典型、特大型、复杂主运输系统为例,研究了井工煤矿主运输系统集中控制技术、智能除铁技术、带面无损检测技术及机器人代人巡检技术及其在生产实际中的应用,实现了通过自动化平台一键启停全矿井胶带机,实时检测并有效去除主运输系统煤流中的铁器,带面断芯、撕裂、断带风险在线监测和评估,钢丝绳牵引智能巡检机器人定点巡检胶带机,降低了人员劳动强度和企业运营成本,保障胶带机安全、稳定、高效运行,实现了煤矿主运输系统无人值守,为煤矿智能化、无人化发展奠定了坚实基础。     

羊场湾煤矿智能化建设实践

介绍了羊场湾煤矿综合自动化到智能矿山的建设过程,分析了综合自动化系统的不足,如网络泛在能力差、硬件平台集成较多、应用层信息融合较少、多学科交叉不够、缺乏标准建设等。从智能矿山的网络平台、协同工作平台等方面分享实践经验,得出在从煤矿综合自动化向智能矿山阶段推进的时期,应充分重视协同工作平台的作用,采用元数据技术为各类对象及数据提供统一的描述方法,制定统一的数据结构。     

煤矿智能化与矿用5G

针对煤矿井下电气防爆、无线传输衰减大等特点,分析了矿用5G技术和适用范围:矿用5G宜采用本质安全型防爆;用于控制的矿用5G应具有较强的抗干扰能力;采煤工作面和掘进工作面地面远程控制宜选用矿用5G;煤矿井下车辆无人驾驶地面远程控制宜选用矿用5G;没有针对矿井移动通信特点研发的矿用5G性价比低于矿用WiFi移动通信系统;严禁用矿用5G移动通信系统替代矿用有线调度通信系统;没有针对煤矿安全监控特点研发的矿用5G不能替代煤矿安全监控系统;没有针对矿井动目标精确定位特点研发的矿用5G定位精度低于矿用UWB精确定位系统;450～6 000 MHz频率范围的矿用5G传输速率低于矿用WiFi6;没有针对煤矿井下固定设备监控特点研发的矿用5G可靠性低于矿用有线监控系统。指出了亟需针对煤矿井下安全生产特点,研发矿用5G,而不仅仅是对现有地面5G产品进行防爆改造。     

乌兰木伦煤矿智能化建设实践与探索

煤矿智能化是煤矿综合机械化发展的新阶段,是煤炭生产力与生产方式革命的新方向,同时也是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。详细介绍了乌兰木伦煤矿智能化建设的成果,包括基础条件建设、智能化综采工作面建设、智能化掘进工作面建设、智能化运输系统建设成果等;探索了UWB精准定位技术、基于漏缆+pRRU组网的5G技术、主运输系统变频调速技术在煤矿智能化建设中的应用;阐述了煤矿智能化建设中的亮点,即井下均衡排水系统研究、无基础带式输送机的应用、智能一体化管控平台的研发。     

察哈素煤矿智能化建设实践

以国电建投内蒙古能源有限公司察哈素煤矿智能化建设为背景,阐述了煤矿智能化建设的重要内涵：通过完善各类设备设施,建设采、掘、机、运、通、洗、选等生产环节智能化系统,并构建智能生产综合管控平台,将各个环节接入,形成一个总体智能化体系,对煤矿进行整体感知和综合管控。从智能生产综合管控平台、主运输巷道智能巡检机器人、选煤行业分散控制系统、液压支架智能控制、刮板输送机智能控制、设备集中远程控制、精准定位、煤岩界面识别、围岩自适应支护、自主纠偏等方面分析了煤矿智能化建设关键技术。通过煤矿智能化建设,察哈素煤矿在生产智能化水平和企业安全管理水平方面得到了大幅进步。     

浅析智能巡检机器人在输煤皮带场景的应用

电力行业在信息化、智能化高速发展的今天,传统巡检模式已无法满足现代电力行业的建设需求,如何采用新形势下的新技术、新手段实现运维模式的转变,如何合理运用AI技术与设备巡检进行深度融合,减轻发电厂运维人员的运维负担,有效保障设备的安全可靠运行,是今后所面临的主要问题之一。本文将浅析智能巡检机器人在南京发电厂输煤皮带场景下的应用效果。     

智能矿山建设实践及关键技术

目前对智能矿山概念、发展规划的研究较多,对智能化建设成果和关键技术的研究较少。基于智能矿山建设的5层技术架构,以大柳塔煤矿智能化建设为例,论述了综采、掘进、运输、供电、供排水等系统的智能化建设情况及成效:共取消井下固定岗位约100个,减少作业人员200余人,降低人工成本4000万元/a,节约工业水电消耗30%,提高设备利用率5%,提高全员工效10%。指出智能矿山建设的关键点在于拓宽网络通道、统一各子系统接口、关联设备安全可靠和配备专业人才队伍,由此总结了目前智能矿山建设中存在的难点,并有针对性地提出了要攻关的关键技术,包括自动割煤、移动设备人员接近探测、无线传感、集中加油、井口智能安检、无人驾驶等。     

供配电智能化在老石旦选煤厂的应用实践

针对供配电智能化建设需求,老石旦选煤厂对原有供配电系统进行了技术和智能化升级改造。2019年技术改造中,基于原有供配电系统数据信息量少、智能化程度低等问题,主要围绕高低压柜及变压器、高压变频器技术要求及高低压后台系统的数据化、可视化进行改造,实现了供配电技术人员实时了解供配电系统的核心参数及能耗指标。2021年智能化升级改造中,主要围绕提高低压供配电的远程操控能力、安全可追溯、电气设备自检和故障诊断进行改造预防,从而实现减人提效、安全节能目标。     

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。     

神东煤炭集团智能化建设探索与实践

神东煤炭集团有限责任公司以建设世界一流企业为目标,全面推进煤矿智能化建设。从煤矿智能化建设的背景和神东煤炭集团智能化建设探索与实践两个方面对其智能化建设进行了详细阐述,介绍了神东煤炭集团智能化建设目标、保障和具体实践。经过不断探索与实践,神东煤炭集团在煤炭行业构建了3类智能综采模式,实现了智能掘进突破,建成了3个智能化示范项目,两化融合取得了长足进展,实现了5大类煤矿机器人研发与应用全覆盖。     

无人值守智能移动机器人的研究

在中国工业4.0的推动下,基于当前良好的发展条件,制造业蓬勃发展,科研事业如日中天。但是无论企业还是科研单位的实验室都面临着如下问题:试验周期长、实验室占用资源多、自动化程度低等。上海延锋集团针对目前环境箱实验室存在的低自动化、低效率问题,准备实施环境箱实验室的无人值守,根据延锋集团的技术要求,项目组开发了一款基于AGV和机器人的无人值守复合型智能移动车,该智能车作用于实验室环境箱和立体库之间,自动完成实验产品的实验。实验结果表明复合型智能移动车能够稳定高效地完成环境箱实验室的无人值守。     

煤矿5G无线通信系统建设构想

提出了煤矿5G无线通信系统的基本架构:5G核心网、基带处理单元(BBU)、远端汇聚站(RHUB)及5G基站之间由5G承载网连接,实现各网元之间信令传输;井下采用5G基站及天线实现井下无线信号覆盖,基站通过RHUB进行汇聚后,与BBU相连并接入5G核心网。比较了用户面功能/移动边缘计算(UPF/MEC)下沉与独立专网2种5G核心网建设方案的优缺点;研究了5G核心网与BBU之间、BBU与RHUB之间、RHUB与5G基站之间的承载网,重点介绍了5G核心网与BBU之间承载网常用的光纤直连、切片分组网(SPN)及第五代固定网络(F5G)3种承载方式的特点及适用场景;给出了煤矿5G基站、5G终端及5G通信模组等设备的设计方案。结合5G通信技术特点和煤矿智能化发展需求,探讨了5G无线通信系统在煤矿的典型应用,如融合一体化通信、高带宽业务应用、智能工作面业务应用、矿山车辆远程控制或无人驾驶等。指出小型化行业5G核心网设计、矿用5G基站等设备的低功耗及本安化设计、700 MHz频段5G设备的井下应用以提升5G基站覆盖范围、矿用5G手机终端的定制及行业APP的开发、低功耗5G通信模组的开发、结合现场需求更多行业应用场景的深入挖掘等是煤矿5G无线通信系统进一步的优化方向。     

第三煤矿智能化矿山改造

内蒙古大雁矿业集团有限责任公司第三煤矿现有的矿井生产监控系统和自动化装置处于“信息化孤岛”和“自动化孤岛”状态,信息不能共享,维护困难、造价高,无法形成管控一体化。针对上述问题,开展了第三煤矿智能化矿山改造,使第三煤矿的各自动化系统实现异构条件下的互联互通与资源共享,构建统一的网络平台、软件平台、管理平台,以安全生产为前提,最大程度上避免重复投资及资源浪费,实现自动化子系统无人或少人值守,并对人员和设备实时管控,达到安全管理一体化,优化人力资源配置,保障矿井安全高效生产。     

煤矿智能化与矿用5G和网络硬切片技术

为减少煤矿井下采掘工作面作业人员,提出了采掘工作面无人5G地面远程控制方法:在采掘工作面设置工业摄像机和传感器,将视频、音频和传感器信号通过5G网络传输至地面,地面操作人员远程操作设备,将控制命令通过5G网络传输至采掘工作面,控制采掘设备动作。提出了用于综采工作面无人地面远程控制的无线传输距离和传输带宽计算方法。综采工作面两端头的基站之间无线传输距离应不小于综采工作面长度的1/2。综采工作面无人地面远程控制所需上行传输总带宽与综采工作面长度成正比,与液压支架中心距成反比,与支架和摄像机数量比成反比,与单台摄像机视频压缩后所需传输带宽成正比。为减少综采工作面无人地面远程控制对上行传输带宽的需求,可以只传输邻近采煤机的摄像机视频。综采工作面无人地面远程控制所需上行传输最小带宽与邻近采煤机的摄像机数量成正比,与单台摄像机视频压缩后所需传输带宽成正比。提出了综采工作面无人地面远程控制系统无线传输距离测试方法,用于综采工作面无人地面远程控制的5G等无线传输系统,在保证传输带宽、时延和可靠性的前提下,对无线传输距离进行测试,基站上行无线传输带宽不得小于20Mbit/s,同时无线传输距离不小于150m。提出了基于网络硬切片的全矿井一体化信息传输网,通过网络硬切片,给煤矿安全监控、矿井监控、人员及车辆和设备定位、视频监视、语音通信、5G通信等分配不同的信道,既保证了煤矿安全监控和矿井监控等高可靠、低时延的要求,也统一了煤矿井下信息传输网络,将煤矿安全监控网、矿用工业以太网和矿用5G通信网等多网合一。     

煤矿智能化综合管控平台研究

现阶段煤矿智能化建设步伐进一步加快,而智能化综合管控平台作为智能矿山建设的核心与大脑,承担煤矿多业务协同管控、数据资产沉淀、数字化转型升级与高质量发展的使命。结合国家能源集团智能化综合管控平台建设指南及煤矿侧协同管控业务应用需求,规划煤矿智能化综合管控平台的定位、架构、建设内容及关键技术。煤矿智能化综合管控平台将人工智能、大数据、物联网等新一代信息技术与煤矿安全生产业务深度融合,基于统一的智能矿山基础平台,实现安全融合监视、生产集中监控及综合业务协同等智能应用,为煤矿固定场所无人化和少人化、灾害综合防控与数字化转型奠定基础,助力煤矿企业高质量发展。