智能通风系统在色连二矿的应用

近年来,随着科技的发展,智慧矿山建设已成为我国矿山领域技术发展的主导方向。矿井通风安全是煤矿安全的核心和基础,是矿井安全生产的重要保障。智能通风系统不但可以提高矿井通风安全的可靠性和有效性,减少人工管理的缺陷和效能不足,而且可以提高矿井通风自动化、信息化和智能化的水平,以适应新时代智能化矿山建设发展的要求。色连二矿主要围绕矿井通风系统的网络解算、三维立体平台展示、局部通风机智能控制、风门自动控制、采空区气体自动分析检测系统、智能防尘及灾害智能预警等几个方面进行了智能通风系统的建设。智能通风系统建设完成后,实现了各类通风数据的集中展示、分析和预警,通过通风设施、设备的远程集中控制提升了工作效率,为通风系统调整提供了理论依据,极大地提高了矿井通风自动化、信息化和智能化的水平。     

煤矿智能一体化辅助生产系统及关键技术

随着我国在智能开采和智能掘进技术方面不断取得重大突破,矿井各子系统智能化程度不均,矿井生产控制单一分散,各系统信息孤岛化等问题突显,因此需要建立智能一体化辅助生产系统,实现矿井所有设备的集中控制,数据的集中管理和信息的高度集成与共享,打破各系统信息壁垒,真正实现煤矿多系统智能化发展目标。针对智能矿山的发展现状和趋势,指出智能矿山的建设是由单个系统智能化向多系统智能化方向发展,矿井生产控制是由单一分散式向综合智能一体化方向发展,煤矿智能辅助生产系统是智能矿山建设不可或缺的一环,提出了智能一体化辅助生产系统建设的"五个一"基本原则。神东矿区通过融合智能主/辅运输技术、智能供电技术、智能排水技术、智能通风技术及智能通信技术,建立了煤矿智能一体化辅助生产技术体系。引入模块化管理理念,将矿井综采(综放)、掘进、主运输、供电、供排水、通风及安全监测监控等所有矿井生产系统高度集成在同一个平台,将各子系统数据接入区域煤矿集中控制中心,设计出一套集地面与井下为一体的辅助生产系统的整合控制方案,形成管控一体化平台。采取从采掘、运输和分选加工等煤炭生产一体化管理模式,形成了专业调度体系,优化了生产控制指挥流程,实现了"五矿六井"大区域煤炭生产的集中控制和海量数据管理及信息的高度集成与共享,形成新型煤炭生产体系。实践表明,神东矿区智能一体化辅助生产系统可对全矿区全周期生产数据进行分析应用,减少工作人员400人,降低人工成本8 000万/a,节电25%,设备利用率提高5%,全员工效提高16%。     

矿井智能通风原理、关键技术及其初步实现

针对我国现代化矿井通风信息化、智能化升级的重大需求,系统研究了矿井智能通风原理、关键技术及其系统组成。明确阐述了矿井智能通风的定义与内涵:矿井智能通风是通过智能控制实现按需供风,稳定、经济地向矿井连续输送新鲜空气,供人员呼吸,稀释并排出有害气体和粉尘,改善矿井气候条件及救灾时具有一定智能调控风流的作业;其内涵是将信息采集处理技术、控制技术与通风系统深度融合,按照"平战结合"的理念实现按需供风及异常灾变状态下智能决策与应急调控,既满足日常通风的自动化管理与维护,又实现灾变时期的应急控风有效抑制灾情演化。基于风网调节的非线性优化模型提出了矿井智能控风模型,设计了矿井多元信息智能感知→高效可靠信息传输→通风状态智能分析与决策→通风设施/动力智能调控执行与反馈的标准化工作流程;随后,围绕矿井智能通风系统功能的具体实现,分别从矿井通风参数精准监测、矿井通风异常诊断与智能决策平台、通风动力与设施智能调控等关键技术详细阐明了矿井智能通风功能的实现路径;最后介绍了矿井通风参数在线监测与风网实时解算、区域联动调控等矿井智能通风关键技术的现场试验及应用实例。     

我国矿井通风技术现状及智能化发展展望

矿井通风是矿井安全生产的基石,在智能化背景下发展智能通风技术装备是保障我国发展少人化、无人化煤矿的必由之路。从通风参数测定与监测、通风网络分析与决策、通风调控技术与装备3个方面对我国矿井通风技术装备近年来的研究与实践成果进行了系统梳理和总结,指出了实现智能通风仍需解决的4大难题,即通风参数测定与监测准确性低,难以满足精准决策的需要;风量调控缺乏有效决策模型,调控装备发展滞后,难以实现动态定量调节;通风动力与通风网络匹配性不强,联动调节能力弱;通风隐患、灾变判识技术发展不成熟,缺乏有效的预防预警与应急控制手段。针对这些技术难题提出了实现矿井通风智能化的3个重点研发方向:智能感知、智能决策、智能控制,给出了各研发方向应着力解决的关键核心技术内容,即通过研发通风系统自动成图技术、通风参数快速精确获取技术,实现通风基础数据智能感知;通过研发数据驱动的网络模型构建方法、通风网络与通风调控联动分析决策技术、通风隐患自动识别与报警技术,实现通风技术智能决策;通过研发通风灾变准确判识方法和灾变控制装备,实现通风灾变智能控制。依托以上技术装备,形成一套智能通风技术装备体系,实现矿井通风无人化、智能化。     

余吾煤业智能通风系统构建方法及其关键技术研究

针对余吾煤业现用通风系统存在的通风基础参数测算精准度低、手动配风误差大且耗时长及灾变时风流难以调控等问题,采用现场测试与软件开发等方法,对该矿智能化通风系统构建与关键技术进行了研究,确定了特定条件下矿井智能通风系统总体构架,实现了风门、风窗、局部通风机等通风设施远程监控和智能调节,设计了以矿井风量远程定量调控子系统风量调控、通风灾变风门风流调控与局部通风机智能控制子系统为主的总体方案,阐明了通风监测数据智能管控、地面主通风机智能控制、三维矿井通风智能分析决策平台构建及通风系统全局优化改造方法等关键技术。研究结果可实现矿井通风系统安全可靠与经济合理运行,为类似条件矿山智能通风系统建设提供指导与借鉴。     

煤矿瓦斯灾害大数据智能识别与预警方法

瓦斯灾害是影响煤矿井下安全开采的主要灾害。随着矿井生产环境逐渐复杂,影响瓦斯灾害的因素及其相互作用关系更加复杂。基于矿井智能化开采的实际需求,针对瓦斯灾害的监测与预测方法,分析了煤矿瓦斯灾害与隐患类型,根据瓦斯灾害特征与智能识别方法,设计了煤矿瓦斯灾害大数据智能预警平台,实现了煤矿瓦斯灾害的隐患识别与危险性预测,并进行了“一张图”显示。实践应用表明：大数据智能识别与预警方法可以有效预测矿井瓦斯灾害事故。     

智能电网在煤矿井下电网监控系统中的应用

主要介绍矿井电网监控系统的现状和智能电网的主要性能,分析智能电网应用于煤矿井下电网的可行性、必要性、优越性以及应用智能监控系统的功效。     

矿井通风系统智能化改造及其应用

为提高矿井通风系统自动化、智能化装备应用水平,在矿井现有条件下,通过优化通风路线布局,增加传感器数量,构建智能化通风系统,优化矿井生产过程中在采煤工作面、掘进工作面和开拓大巷等主要生产场景下的通风方案,实现发生灾变时快速调风、反风,利用风流短路形成保护性措施,有效避免灾害事故扩大化。同时对通风设施和设备进行远程自动化控制,有效提升供风优化利用,避免供风不足和风量浪费等现象,提高矿井通风系统智能化水平。     

矿井通风智能管理系统设计

开发了一种矿井通风智能管理系统,系统可自动调控矿井风流应对不同危险程度的气体灾害;介绍了系统的设计思想、原理以及软、硬件组成;在物理模型上进行了危险气体释放试验,确定了系统应对三级危险程度灾害的最佳调控策略,验证了矿井通风智能管理系统的可行性和实用性。     

煤矿井下灾变应急救援智能传感器节点设计

目前,我国智能化矿山发展初见成效,无线传感器技术也逐步被运用到矿井应急救援系统中。基于煤矿井下灾变原理,设计了一种井下灾变应急救援智能传感器节点,结合IAR Emebedded Workbench平台实现井下与井上的信息交互,通过实时监测并传递井下相关参数,以完成煤矿井下灾变事故的应急救援与危险预测。经过现场试验数据显示,该传感器节点的参数采集误差率最大值为4%,足以满足矿井安全生产的需求。     

矿井掘进通风智能控制系统设计及应用

为了实现对矿井局部通风机的稳定控制、安全有效地排放瓦斯、瓦斯浓度的实时监测等目标,结合机电控制技术、计算机技术、网络技术和信息技术等设计了一种矿井掘进通风智能控制系统,介绍了系统组成及功能。该系统已在岱庄煤矿实施,并取得了良好的效果,显著提高了矿井通风控制的智能化,大大降低了生产中的安全隐患。     

安全生产监控系统技术改造与应用

2013年国家能源局委托北京中矿信电科技股份有限公司牵头,联合中煤、平煤、徐矿、汾西、开滦等五个矿业集团,依托徐矿集团三河尖矿安全生产监控系统、矿井综合自动化系统,借鉴采用物联网架构,通过技术改造,建设了煤矿安全生产智能决策系统,有针对性地解决了煤炭生产自动化子系统及安全保障子系统直接的智能闭锁、控制联动、自动决策等问题,实现了生产智能化、监控智能化、决策智能化。     

矿用带式输送机智能监控保护系统设计

针对高产高效化矿井对带式输送机监控保护系统的智能化和高可靠性要求,阐述了当前国内外研究与应用现状,设计出集检测、控制、视频、音频、通讯和故障诊断于一体的大型带式输送机智能监控保护系统。     

论煤矿压风系统的优化及应用

压风系统利用矿井的压风风源,在向井下供风的同时,在矿井发生灾变情况时,利用压风自救装备及时向灾区人员提供新鲜空气,使受灾害威胁的人员达到安全自救的目的。     

矿井煤自燃灾害监测预警技术及发展趋势

以降低矿井火灾的发生率为目标,梳理了矿井煤自燃灾害现有监测预警技术的发展现状,总结了现有技术的局限性和不足,指出未来发展应注重先进监测技术的应用、预测技术准确性的提升、预警系统和智能化管理的发展等。针对矿井煤自燃灾害隐蔽性、持续性、扩散性和难以控制的特点,提出矿井煤自燃灾害监测预警技术未来发展方向：提升煤自然发火临界值确定方法的综合性,利用新兴设备和先进技术完善煤自然发火临界值的确定方法;针对矿井煤自燃复杂环境,可通过研究声波探测等新型先进技术手段,提高矿井煤自燃监测参数的全面性和精细化;推动矿井煤自燃监测预警技术的创新性和决策的智能化,利用数字孪生技术提供精准的模拟与预测能力、优化防控方案、提供培训和应急管理以及数据分析和决策支持等方面的帮助;聚焦矿井自燃灾害全面感知、精准预测与防控智能一体化建设,加强对矿井自燃灾害数据分析、灾前主动预警、灾后事故治理、火区自动封闭等技术的研究。     

保德煤矿智能通风系统建设与应用

参考智能化矿井设计标准,在充分利用现有通风设施基础上,在主通风机智能管控平台、智能局部通风子系统、风门自动化及远程控制系统、远程定量调节自动风窗系统、矿井高效全自动智能测风系统、矿井通风参数快速准确测定系统、三维矿井通风智能分析决策平台等7个方面进行了升级改造,对改造后通风系统进行优化论证,结果表明：改造后智能通风系统能够满足井下通风要求,提升了通风系统稳定性、可靠性、易用性,提高了煤矿通风效率,为井下通风系统优化提供智能化通风监控平台,推广意义重大。     

矿井灾变时期井下通风自动化控制系统探讨

为降低矿井发生灾害时对井下工作人员造成的伤害,文章主要针对矿井灾变进行分析,通过聚焦矿井灾变时期造成的严重损失来明确井下通风的重要性,重点强调矿井灾变时期通风系统建设思路的创新性。详细介绍了矿井灾变时期井下通风自动化控制系统关键技术:自动化控制及通信技术,网络解算技术及计算机技术,风流控制技术与风压调节技术。最后指出通过有关工作人员树立正确的矿井通风意识,再结合网络技术、自动化技术以及信息技术等多元化的科学技术进行井下通风自动化控制系统的设计,最终可减少矿井灾害中人员受伤和财产损失,达到提高矿井开采安全性的目标。     

矿井智能通风系统关键技术研究

实现矿井通风智能化是建设智能矿山的主要技术手段。针对目前通风系统调整失准、智能化水平低、预警信息不能反映到抢险救灾指挥中心等问题，提出一种矿井智能通风系统建设方案；该方案由井下监控设备和地面控制中心组成，旨在建立三维通风模拟与隐患智能识别平台，实现矿井通风数据实时动态分析、三维可视化展现以及安全预警与辅助决策；重点研究了通风监测大数据库、三维通风模拟、AI视频智能识别、预警及辅助决策、系统联动控制5个关键技术，详细阐述了各自的技术特征与实现方案。基于计算机软件开发技术、三维仿真技术以及人工智能技术设计并开发实现了矿井智能通风系统。     

深部矿井运移灾变机制及其控制研究

矿井灾害包括煤与瓦斯突出、冲击地压、瓦斯(煤尘)爆炸、大面积冒顶和矿井突水淹井等,严重威胁着煤矿安全高效生产和矿山工作人员的生命安全,各种矿井灾害不仅互相联系,而且出现规律具有许多相似之处。从探讨矿井灾害共性问题的角度,通过分析采场大范围岩体系统的物理力学性能、系统结构、地质及技术环境、动态变化过程与能量之间的相互联系和演化机制,探讨了矿井灾害发生的基本模型,阐述了矿井灾害的发生机制;随后,分析了矿井灾害的运移灾变机制,把矿井灾害在深部矿井开采中统分为运移灾害(能量运移灾害、水体运移灾害、气体运移灾害)和固体物理机械灾害;最后,基于运移灾变机制,提出有效辨识和控制运移灾害必须明确的问题及相应的控制思路。     

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采

冲击地压煤层如何实现安全高效智能开采是一项重大的产业技术难题,系统分析了我国冲击地压矿井分布特征、开采现状及冲击地压发展趋势,深入剖析了冲击地压矿井面临的主要开采难题。从区域地应力监测反演、矿井开拓布局优化、煤柱尺寸优化、井上下联合卸压、置换充填开采、高层位离层注浆等方面,全面阐述了冲击地压矿井全生命周期防控技术发展现状。针对巷道冲击地压防治难题,研发了冲击地压巷道全巷协同智能自适应抗冲击支护技术与装备,利用吸能防冲液压支架实现了正常状态对巷道围岩进行强支护、冲击过程迅速让位吸能的效果,结合支架智能运移装置、支架监测预警系统及全巷协同自适应抗冲击支护智能设计方法,构建了冲击地压巷道智能化吸能支护防控体系。分析了采煤工作面智能开采系统防冲原理,提出通过对围岩采动应力、覆岩断裂结构等进行监测分析,基于三维地质模型、大数据算法等对冲击地压发生位置、概率进行预测预警,并通过智能开采系统对液压支架的支护姿态与支护力、采煤机割煤速度等进行智能联动控制,实现采煤工作面智能开采与冲击地压智能防治。从采场应力与覆岩结构智能监测、冲击地压灾害数据库构建、冲击地压灾害分类预测预警等方面,分析了冲击地压智能防...