智能矿山实施——梦想成真

智能矿山实施（IMI）是一项研究技术计划。在此项计划中,在其智能矿山开发了机械与系统。同时,在将要付诸实施的、设计的、托昆普铬铁矿公司凯米地下矿对技术计划进行进一步地开发试验。IMI计划始于1997年初历时3年,预计其预算是800万美元。它包括10个开发项目,这些项目分布在3个主要领域：1）先进技术的实施;2）数据利用;3）对矿山人员进行培训,使之适应这一新技术、新系统和新环境。另外,这项计划还包括2个支撑项目;此计划的协调和先进开采工艺设计。这项计划的目的是提高其矿山的劳动生产率,降低矿山的总成本,并改善工作条件。     

三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿

在简要总结我国数字矿山建设成效的基础上,梳理了数字矿山内涵及其不同理解,讨论了自动采矿、遥控采矿、矿山物联网、感知矿山、智能采矿等相关概念及其与数字矿山的联系。结合采矿科技进步,采用数字化、信息化与自动化3条主线对数字矿山等概念进行了矩阵描述。指出：数字化、信息化、自动化是智能采矿的3项关键技术,数字化与信息化相辅相成,共同支撑矿山自动化;数字矿山是感知矿山与智能采矿的基础,感知矿山是智能采矿的保障。以当前煤矿安全避险六大系统建设和金属矿无人采矿系统技术发展为例,明确了数字矿山借力物联网的新任务。并面向矿山安全与智能采矿,分析提出了“十二五”期间数字矿山的5个主攻方向,即数字矿山集成平台、采矿模拟仿真系统、露天矿全自动化系统、井下定位与导航技术、采场环境智能感知技术。     

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。     

酒钢西沟矿智能矿山建设规划的编制

通过分析国内外智能矿山建设现状和发展趋势,借助于专业咨询单位的技术支持,从矿山实际出发,编制了西沟矿智能建设规划。规划分4期建设,主要围绕公共管控平台、采矿智慧生产平台、采矿智能管理平台和采矿智能化作业系统进行,明确了每一期建设的目标、内容、工期、投资等。智能矿山建设规划解决了现已建成无人值守系统和远程操控系统数据不能互联互通的问题,实现了采矿工艺主要设备的无人化和远程化操作,避免了盲目跟风、低水平建设和重复投资。规划的编制能够确保西沟矿智能矿山建设有序开展,引领助推西沟矿向大数据智能化升级转型。     

中国智能矿山发展趋势与路径分析

推动矿山智能化建设是国家推进数字化绿色化协同转型的重要内容。矿业行业需要借助现代化智能化技术,推动资源开发方式深刻变革,实现集约、高效、可持续发展,智能矿山建设已成为实现矿业高质量发展的必由之路。本文从智能矿山建设发展现状、发展趋势和路径等方面进行了系统分析,指出近年来我国智能矿山建设做出了令人瞩目的成绩和进展,大数据、高效通讯、物联网和人工智能等技术得到推广应用,但在系统性与全面性方面尚有一定差距;智能矿山建设应包括地质与测量、资源储量管理、开发与选矿、资源节约与综合利用、生态环境保护、综合协同管控等各个环节,将“高效、绿色、安全”作为智能化建设的根本目标;矿山企业可以通过智能化提质增效来提升企业的效益和综合竞争力,根据自身实际情况选择合适的智能化等级制订建设方案,确定适合自身的智能化建设路径,有序推进矿山智能化建设,确保矿山企业在智能化建设上取得资源、效益、安全的多赢。     

以某石灰石矿山为例探讨露天矿山数字化智能管控系统建设思路

以某石灰石矿山为例对矿山开采中存在问题和需求进行分析研究,结合矿山需求及数字采矿技术、信息技术等,提出露天矿山数字化智能管控系统的建设思路、架构、具体建设内容、建设关键技术等,对矿山企业如何开展数字化、智能化建设对矿山开采过程实现综合管控进行解答,为露天矿山的数字化、智能化建设提供参考。     

智能矿山5G技术发展与应用场景分析

数字化是实现传统矿山企业高质量发展的必由之路,当今我国矿山智能化发展仍然面临数据泛在感知难度大、多元异构数据实时传输可靠性差、设备远程操作延迟高、融合大数据的智能决策效率低等问题。面向垂直行业和工业通信无线解决方案的第五代(5G)移动通信技术,其高可靠、低时延和广连接的特点为上述问题的解决提供了契机。本文结合当今矿山数字化转型的应用需求,结合5G的技术优势提出矿山智能化创新应用典型场景,展望了基于5G技术的虚拟现实、大数据、云计算、人工智能等在矿山智能化升级改造过程中的融合应用路径。     

智能矿山的研究与开发

芬兰实施一项智能矿山技术研究计划以提高芬兰采矿业的生产效率，这项计划共有２８个开发项目，总预算１２００万美元，拟于１９９２－１９９６年期间完成，这些项目将由芬兰各矿山机械制造厂家和矿业公司与有关应用技术专家们合作实族，研究项目包括开发实时数据采集系统，高速全矿信息系统网络，计算机化矿山管理系统，采矿设备与工艺自动化，这项研究开发工作将为下一步研究奠定基础，其研究的焦点是制定出采用自主式设备与连续式     

煤矿数字化矿山技术与实施途径

阐述了数字化的概念、内涵，并对煤矿数字化矿山技术的具体实施内容及方案进行了分析。     

智能矿山中的岩矿光谱智能感知技术与研究进展

随着新时代背景下的大数据、云计算、人工智能等先进技术的兴起,我国矿山正在由过去的机械化、数字化发展阶段逐步向智能化阶段迈进,智能化矿山或智慧矿山应运而生.传统的岩矿测试方法由于存在工作量大、效率低、周期长等缺陷,已成为智能矿山建设的瓶颈,研发新的岩矿测试技术已成为现代智能矿山建设的必由之路.在分析目前岩矿测试技术现状及...     

金徽矿业郭家沟铅锌矿智能矿山系统建设

我国正处在矿业3.0向矿业4.0转型的重要时期,推进绿色矿山和数字化矿山建设已成为矿业转型升级的必由之路。本文以金徽矿业郭家沟铅锌矿为研究对象,将移动互联网、物联网、云计算、大数据技术、虚拟化技术等信息技术应用于矿山的生产及管理过程中,对矿山地质板块、采矿板块、安全管控等方面进行了智能化升级改造,实现了矿业开发互联化、物联化、数字化、感知化和智能化,从而确保矿山安全生产,提高矿山生产效率,最终实现无人矿山、安全矿山、智慧矿山。取得了明显的经济、社会效益的同时,也为同类型矿山进行智能化升级改造提供了参考和借鉴。     

华电露天煤矿开发开采总体构想

根据适合露天开采的"优势开采区域"煤田基本情况和开采条件,在华电全面实现露天煤矿规模最大化、效益最佳化、安全质量标准化、生产正规化、管理数字化、现场规范化、矿貌园林化、煤矿现代化的宗旨,高点设计,争取获得"鲁班奖";绿色开发,建成北方园林式矿山、草原明珠式企业,实现工业旅游,成为草原一景,创建华电一流的露天煤矿。     

煤矿瓦斯智能抽采理论与调控策略

基于瓦斯抽采的安全原则与效率原则,提出了瓦斯智能抽采的原理;建立了瓦斯抽采管网中瓦斯-空气混合气体流动控制方程,以最大瓦斯抽采纯流量为目标函数,建立了瓦斯抽采管网参数的优化模型,分别从瓦斯体积分数、流量以及效能比等参数约束条件定量判定瓦斯抽采安全与效率;以上述模型为基础,针对钻孔抽采区域温度高于临界温度、钻孔抽采纯量低于抽采纯量下限,以及钻孔抽采浓度低于瓦斯安全浓度下限等工况条件展开理论分析和数值计算,提出了相应的瓦斯抽采系统优化策略,通过协同调整不同抽采钻孔的阀门开度和抽采泵转速,有效提高了抽采瓦斯体积分数、效能比和抽采纯流量,并提出了相应的瓦斯抽采系统优化策略。最后,设计了由数据感知模块、通信传输模块、数据处理与决策模块、控制模块等部分组成的瓦斯智能抽采系统,开发了基于物联网的智能调节阀门,阀门的感知模块包括温度传感器、瓦斯浓度传感器和气压传感器等,通讯模块将数据上传至云存储端,通过电脑网页和手机客户端实现监测与控制;发明了采用高分子减阻剂提高水环真空泵效率的技术方法,以高分子减阻溶液作为水环真空泵的工作介质,有效降低了液环的湍流损失和流体与泵体过流部件的摩擦损失,并开发了地面全封闭式和井下直注式2种瓦斯抽采泵节能系统,该项技术在山西潞安集团余吾煤业成功应用,节电率和节水率分别达到22.5%和66.7%,为瓦斯智能高效抽采提供了借鉴。     

基于双CPU的矿井智能监控分站设计

随着煤矿生产对安全要求的提高,目前大多数矿用监控分站的处理核心是使用成熟的8位单片机。针对以8位单片机为核心的井下分站难以满足目前井下安全信息处理的现状,本文提出一种利用双CPU(DSP和ARM处理器)作为井下监控分站处理核心的方案,利用各自功能的优势,来更好的实现监控分站的功能。     

矿区铁路轨道电路智能防护监控技术研究

JZXC-480型交流轨道电路设备是矿区铁路行车监督列车车列的动态的重要基础设备,在使用中因锈蚀、轨面积尘等原因而导致的轮对分路不良,使轨道继电器在轨道区段内有车占用时不能可靠落下,它违背了铁路行车的"故障-导向安全"原则,是威胁铁路运输的一个重大安全隐患。通过轨道电路智能防护监控技术研究,确定研制了适合矿区铁路实际的"智能型轨道电路防护监控盒"(以下简称监控盒),以提高轨道继电器返还系数,提高了轨道电路的分路灵敏性,使轨道继电器在较高的轨道残压的情况下可靠落下,可大幅度改善轨道电路分路不良状况,保障了行车安全和行车组织效率。     

基于机器视觉的矿用输送带在线监测技术

在带式输送机运行过程中,输送带容易出现划伤、撕裂和跑偏等故障。机器视觉技术应用于矿用输送带的在线监测,可以提高故障检测效率和精度,受到了广泛关注。研究了基于机器视觉的矿用输送带监测技术的发展现状;分析了输送带视觉监测系统的构成;详细综述了基于机器视觉的输送带纵向撕裂、跑偏和表面损伤等故障检测技术的研究进展;指出了输送带机器视觉监测技术的发展方向,以供读者参考。     

现代煤矿生产中计算机智能监控网络的应用

随着计算机技术和网络信息化的发展,即计算慢慢进入了煤矿企业,在煤矿生产中通过采用计算机技术能够实现安全系统和矿井生产的控制、监视与监测,从而改善了企业的安全状况,大大提高了煤矿的生产效率。文章首先介绍了计算机技术在煤矿生产中的应用,描述了煤矿生产系统的建立,最后详细介绍了该计算机智能监控网络的程序实现过程。     

面向知识工程的提升机智能故障诊断方法

针对传统提升机故障诊断系统中知识获取困难、知识表示单一且故障诊断推理方法自适应能力弱从而导致诊断推理结果不稳定等问题,研究了面向知识工程的提升机智能故障诊断方法。重点针对提升机故障诊断过程中的三大关键科学问题,即知识获取、知识表示和知识推理技术进行了深入研究：提出了基于融合差别矩阵和属性重要度的提升机故障诊断规则知识获取方法,为提升机故障诊断提供了数据基础;构建本体知识库,提出了基于OWL DL的故障诊断知识表示方法和基于SWRL的故障诊断规则知识表示方法,实现了提升机系统结构及诊断知识的集成;对本体知识进行了概率扩展,提出了基于本体和贝叶斯网络的不确定性知识融合推理方法,提高了推理的效率和准确率。开发了面向知识工程的智能故障诊断系统,通过实例验证和企业应用证明了该方法的可行性和准确性。     

基于机器视觉的矿石块度智能识别及应用

给矿粒度特性以及矿石可磨性对半自磨过程的影响远大于常规碎磨流程,通过对给矿皮带上矿石图像进行矿石粒度特性分析,可从给矿源头上实现矿石块度实时检测。基于多尺度的矿石图像分析系统,实时采集半自磨给矿矿石图像,通过图像处理技术,实现矿石块度有效分割以及粒级统计,为半自磨给矿矿石块度控制提供数据支撑。     

利用机器视觉远程监测煤矿带式输送机故障

为及时排除煤矿带式输送机故障,避免造成连锁事故,确保设备长距离连续输送物料的工作效率,提出一种机器视觉远程故障监测方法。利用电荷耦合器件工业相机、图像处理器及照明装置、除尘装置等部件,搭建机器视觉远程监测架构,在输送机托辊、胶带等主要部件上安装多种类传感器。针对运行中的KM-SSJ型号输送机,搭建实验场景,增强、降噪、分割处理输送带撕裂图像。利用支持向量机判定图像中含有的异常故障。各阶段处理的视觉效果验证出,所提方法能够从复杂的环境背景中成功分离出监测目标,为维修人员及时发现异常故障、迅速作出相应举措提供了有效依据。经综合分析监测故障种类与用时发现,该方法对多种故障均具有良好的监测能力,且实时性较为理想。