张家峁智能化煤矿巨系统关键技术研发与应用

为进一步加强传统采矿工程与新一代信息技术的不断深入融合发展,构建安全、智能、绿色、高效的煤矿,以张家峁煤矿为例介绍了智慧煤矿巨系统关键技术装备研发与示范矿井建设。以智慧煤矿总体规划及综合管理操作平台设计、智能化无人生产系统、智能化巷道掘进系统、环境感知及辅助系统、智能场区建设等为主线,进行张家峁智慧煤矿巨系统的建设。通过对煤矿5G移动通信技术,透明矿山三维管控平台关键技术,煤矿生产危险源分析预测技术,矿山采掘接续一张图集成技术,智能化无人工作面协同控制技术,环境感知及一通三防智能化技术等关键技术的应用解决了信息孤岛,提升了智能化采掘能力,提高了数据驱动决策,实现了矿区全域多源数据深度融合,生产效能、安全态势与业务流程协同优化的多维场景平衡综合分析决策,形成矿区智能化管理、高效协同运行新体系。     

煤矿智能化系统在复杂地质条件下的应用探讨

为解决西马煤矿地质条件复杂导致工作面工作效率低下、人工成本高、人为影响大等问题,结合国家相关文件精神,提出了煤矿智能化开采及智慧矿山建设框架。从智能化开采系统的组成出发,详细介绍了顺槽控制中心与地面调度室、液压支架及超前支架电液控制、工作面视频系统的布置和运行方式。构建了针对工作面矿压、人员定位、在线故障诊断的安全监控系统,并论述了智能化系统在复杂地质条件下应用的预期效果。该智能化系统融合了采煤机自动截割、液压支架及端头支架的自动移架、运输系统智能运行、远程视频监控、工作面远程集控等的关键技术,可以实现整个工作面有人巡视、无人操作、远程干预、安全高效、绿色节能的智慧运营。     

煤矿智能化最新技术进展与问题探讨

煤炭是我国一次能源中最经济、可靠的资源,煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑.国家发展改革委、国家能源局等八部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》后,煤炭行业供给侧结构改革和高质量发展脚步逐步加快,人工智能、大数据、云计算、工业物联网等新一代信息技术与传统采矿专业深度融合,推动了整个煤炭行业科技发...     

纳林河二号井煤矿智能化系统构建及关键技术探讨

针对纳林河二号井因地质条件复杂导致工作面工作效率低下、人工成本高、人为因素影响大等问题,结合国家相关文件精神,提出了以煤矿智能化开采及智慧矿山建设为框架,以远程一键式启停、自动开采为主、远程人工干预为辅,最终实现无人值守为目标的减人、提效开采模式,同时融合了采煤机自动截割、液压支架及端头支架的自动移架、运输系统智能运行...     

煤矿智能润滑融合系统研究与应用

针对煤矿机电设备人工润滑周期长、可靠性低、安全隐患大、容易造成设备损伤等问题,提出了由润滑设备层、集中控制层和融合展现层构成的煤矿智能润滑融合系统,实现了设备的自动智能润滑,并构建PLC数据交互接口,实现了与煤矿智能一体化管控平台的融合展现和远程控制。现场实际应用表明,该系统节约了油脂用量,提高了润滑效率,减少了人力成本,提升了煤矿智能化水平,具有一定的推广使用价值。     

智能化煤矿大数据平台架构及数据处理关键技术研究

随着煤矿智能化技术深度推进,其数据量级及类型均呈爆炸式增长,利用大数据技术针对煤矿多源海量数据进行集成分析与数据价值挖掘,实现动态诊断与辅助决策,成为煤矿智能化的关键。煤矿大数据平台向下实现多源异构感知数据的接入、集成和融合,向上为各种煤矿智能化应用提供数据服务,打通感知数据和数据智能应用之间的屏障,是煤矿智能化运行的基础。针对当前煤矿大数据平台建设初级阶段缺乏成熟建设体系的现状,在分析煤矿大数据数据来源、数据特征以及处理要求的基础上,提出由数据接入层、数据存储层、数据资产管理层、数据服务层构成的煤矿大数据集成分析平台技术架构;系统研究数据接入与存储系统,主数据管理系统及数据服务系统等大数据平台关键系统,从而建立大数据平台基础框架,为大数据融合分析处理提供基础数据与资源能力;针对煤矿大数据处理要求,研究数据获取与数据标准管理,提出基于位号的煤矿数据编码标准,实现煤矿数据标准化管理,并在此基础上研究数据集成与数据治理技术与数据可视化技术,实现数据全生命周期管理;研究提出基于循环神经网络的数据预测及基于知识工程的态势感知与推理等基于人工智能的处理算法实现数据纵向和横向的智能化分析。以陕煤张家峁煤矿及陕西延长石油巴拉素煤矿为代表进行大数据平台建设与工程实践,为建设智能化煤矿大数据平台,构建煤矿数据生态提供技术参考。     

煤矿虚拟三维数据模型技术研究

煤矿信息化技术的发展对于煤矿各项工作的展开有着很大的价值和意义,在现代采煤业中,虚拟三维数据模型技术的发展,对于采煤定位、机械优化设计等都有很大的辅助作用,文章从虚拟三维数据模型的技术入手,对煤矿中该项技术的设计与应用进行了详细的分析。     

煤矿水害智能化防控平台架构及关键技术

推动煤矿水害防治由信息化向智能化转变是保障煤炭工业高质量发展的关键环节.立足煤矿水害智能化防控的多重需求,引入云计算、大数据、人工智能技术,针对煤矿水害基础数据综合管理效率不高、水害超前防控精细程度不足、水灾应急决策时效性不强以及水灾事故发生后难以快速准确鉴定等技术难题,系统剖析了实现煤矿水害智能化防控的主要技术方法;...     

5G技术在煤矿智能化中的应用探讨

互联网信息技术的飞速发展和煤矿产业工业链的不断完善,直接改变了传统工业模式下落后的生产力所造成的煤炭产量的不稳定性和煤炭产能结构的不安全性.在论述5G技术及其应用优势的基础上,着重探讨了5G技术在煤矿智能化过程中应用的可行性,并研究了在煤矿智能化过程中应用5G技术的高精实时定位服务、虚拟交互服务、生产远程实时控制服务、...     

基于智慧矿山体系下的煤矿智能化通风系统的构建与应用

随着智能化时代的来临,中国煤矿行业也将迎来一场技术革命.煤矿企业在着力打造智慧矿山体系的同时,以物联网+5G通信网络为基础,依靠软件技术层和装备层的支撑,构建并应用与智慧矿山体系高度相融的煤矿智能化通风系统成为现代化煤矿建设一个重点.在构建智能化通风系统过程中,需要配套高速网络传输系统、智能分析与调控系统、高精准感知技...     

智慧煤矿信息逻辑模型及开采系统决策控制方法

针对数字矿山向智慧矿山发展过程中信息关联层次不清晰、框架结构不完善、缺少智能决策依据及有效控制方法的问题,提出了智慧煤矿信息逻辑模型,基于本体和语义网技术建立了煤矿多源、异构关系数据的信息"实体"和虚实映射机理,提出基于知识需求模型的信息实体主动匹配与推送策略,构建基于开采行为预测推理的智慧逻辑模型进化机制,形成了层级清晰、结构明确、全面覆盖的智慧煤矿信息模型;构建了综采设备群空间位姿关系模型,提出了考虑随机误差的强耦合设备群空间坐标统一描述及各设备关联坐标系转换方法,建立了多参量融合分析和评估的开采环境-生产系统耦合关系模型,为煤矿装备位姿控制及智能决策提供支撑;给出了时变多因素影响下的开采设备群全局最优规划和分布式协同控制方法。将综采设备群全局最优规划归结为一个二次积分模型的燃料最优规划问题,提出了基于多模态控制的综采设备群全局最优推进路径规划及控制策略,可兼顾开采条件、设备能力、工艺流程及能量消耗,确保生产成本、效率的有效改善。给出了同时考虑环境干扰和传感器数据时延特性的液压支架群组分布式协同控制方法。上述基础架构和数学模型为深层次挖掘智慧煤矿海量信息之间的关联关系、解决大数据环境下开采系统的最优化协同控制、实现复杂地质条件下连续稳定开采提供了基础理论支撑,可有效推动智慧煤矿技术的发展。     

“高科技煤矿”信息化建设的战略思考及关键技术

在相当长的时间内,煤炭仍将是我国的主要能源,逐步实现对我国煤炭工业的现代化改造,最终形成少人或无人的高科技矿山就是时代赋予我们的艰巨任务。基于先进的机电一体化技术、计算机技术、通讯技术、空间信息技术、煤矿专有技术是实现煤矿现代化管理和安全生产的惟一道路。以高科技采矿的理念为指导,结合我国煤炭工业信息化建设取得的成果、存在的问题以及行业发展的战略规划,阐述了数字煤矿、智慧煤矿、少人或无人煤矿的科学内涵和系统架构,并对高科技采矿涉及的部分核心技术和关键问题进行了探讨,为高科技煤矿建设提供了可供研讨的思路和方法。     

煤矿安全监控系统联网技术研究

提出了煤矿安全监控系统联网方法,解决了各种不同系统互通互联问题：（1）中心站应自动向监控中心传送模拟量馈电异常、模拟量断电、模拟量报警、模拟量统计值、开关量馈电异常、开关量报警（断电）、开关量动作、系统工作异常、初始化等信息;（2）采用TCP/IP协议和套接字（Socket）通信;（3）数据分批发送,每批发送1个数据文件;（4）数据文件为文本文件（TXT）格式,每个文件包括单条或多条数据记录;（5）数据文件的第1条记录应是数据头,数据头由数据库（或文件夹）名称和数据表（或数据文件）名称组成,数据库（或文件夹）名称与数据表（数据库文件）名称之间用“;”分隔,数据头用“|”结束,数据库（或文件夹）名称用2个字母表示：KJ表示煤矿监控,数据表（或数据文件）名称用4个字母表示;（6）每条数据记录用“～”结束;（7）每条数据记录中的字段用“;”分隔;（8）每批数据以“‖”结束等.     

煤矿井下综合防治水体系的构建

明确了煤矿井下综合防治水的内涵,对综合防治水的对象进行了分类,概括了综合防治水的特点包括:高度集成、综合交叉、复杂性和服务性;概述了综合防治水工作流程,对综合防治水数据进行了分类,并建立了综合防治水数据集成模型,由数据集成模型为基础,构建了煤矿井下综合防治水体系,保证了煤矿作业的安全。     

矿山数字神经系统研究

简要回顾了数字化概念,在对煤矿生产经营运作情况分析的基础上,对煤炭企业数字化问题进行了研究,提出基于数字化、信息化、虚拟化和智能化等思想的数字矿山理念,该概念充分体现了煤矿Coalition for Improving Maternity Services(CIMS)的集成理念．在数字化理念的指导下,对支配企业运作的数字神经—信息集成进行了分析,提出了矿山数字神经—煤矿三级信息集成视图,对煤矿生产经营信息,分别从业务过程、生产流程和地理分布的角度进行集成,为信息的交流、使用提供了完整的模式．     

煤矿地下水库建设适应性条件及其设计体系

为了使煤炭开采中水资源得到保护与利用,神东矿区历经20年的技术探索和工程实践,顾大钊院士提出了以"导储用"为核心的煤矿地下水库理论框架和技术体系;基于此论述了建设煤矿地下水库的适应性条件,构建了以水库选址、库容设计、子水库时序、煤柱坝体设计、人工坝体及连接处设计、管网及巷道布置、调水系统、安全监控系统为核心的设计体系。     

基于云计算技术的煤矿安全生产监测系统设计

为了改善煤矿安全生产过程中无法精准监测甲烷、氧气浓度导致生产安全性低的缺陷,设计了基于云计算技术的煤矿安全生产监测系统.系统利用传感器采集井下安全生产数据,将数据传送至处理器中,利用无线通信网络传送数据至服务器,服务器将数据传送至煤矿安全生产监测软件系统,软件系统中的云端数据库利用数据挖掘方法以及甲烷浓度变化预测模型获...     

基于耦合算法的煤矿瓦斯涌出量预测模型研究

针对煤矿回采工作面瓦斯涌出量系统的时变性、非线性、复杂性、不确定性等特点,提出了混沌免疫粒子群算法(CIPSO)与Elman神经网络的耦合算法(CIPSO-ENN)用于非线性动态绝对瓦斯涌出量预测。算法通过实时的对其权值、阈值寻优,建立了基于CIPSO 和ENN 的耦合算法的绝对瓦斯涌出量预测系统模型,并利用矿井监测到的各项历史数据进行试验,结果表明该模型较其他预测模型其辨识收敛速度、预测精度和鲁棒性等性能都有明显的提高。     

基于multi-agent的煤矿水害演化模型

根据矿区的水文地质条件,分析了煤矿水害事故的形成原因和演化机制,采用复杂系统理论和多主体建模方法,建立了煤矿水害演化模型;利用NetLogo仿真平台,对不同类型水害事故进行仿真模拟,动态表现煤矿水害演化过程以及影响因素之间的脆弱性关系。研究表明：煤矿水害是一种受控于多种因素、具有非线性动力特征的复杂自适应现象,只有了解矿区水文地质条件,并将复杂系统理论和多主体建模方法引入水害防治研究中,才能从本质上描述水害演化机制。     

政府监管下智慧矿山建设系统演化仿真分析

为了推动智慧矿山的发展建设,实现煤炭产业的转型升级,本文从有限理性观点出发,构建了以地方政府和煤炭企业为主体的演化博弈模型,对模型单方面策略及混合策略进行了演化稳定分析.同时根据博弈模型建立起系统动力学模型,引入政府动态惩罚和补贴措施并分别进行了演化均衡点分析与系统仿真,揭示了双方策略的互动机制.研究结果表明:政府静态...