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  • 基于工业互联网的智能矿山研究与设计2021年第2期

    作者:李首滨,刘道园

    单位:(天地科技股份有限公司,北京市朝阳区,100013)

    摘 要 阐述了基于工业互联网平台建设智能矿山的意义与目标;指出,打造煤炭工业互联网平台,就是要通过工业互联网技术使煤炭产业各环节间进行有机联动,实现产业链的真正融合,打造矿山新型数字生态,助推煤炭行业高质量发展。研究了基于工业互联网的智能矿山技术体系和业务架构;认为,基于工业互联网的智能矿山建设应首先进行算力及容灾体系建设,其次是要进行网络体系搭建,第三要搭建横纵贯通的数据中台业务。将目前我国煤炭企业智能矿山建设的发展阶段归纳为4个阶段:框架初步构建、实现采掘等单系统或单项技术智能化决策和运行阶段;多系统信息融合、实现采掘运智能联动阶段;形成智能生产、安全、管控智慧大脑阶段;形成全矿区、多产业链、多系统集成的智能矿山体系阶段。最后提出,智能矿山建设是一个科技创新和不断进步的过程,应注重顶层设计,做到传承与创新并重,基础平台、局部场景智能化建设要并行等具体建议。

    关键词 工业互联网;智能矿山;数字生态;互联互通;顶层设计

  • 山东能源集团智能矿山建设实践2021年第1期

    作者:李希勇

    单位:(山东能源集团,山东省济南市,250014)

    摘 要 国家层面为智能矿山建设提供了遵循指引,技术创新为我国智能矿山建设提供了核心支撑,稳步提升的煤炭开采智能化水平为智能矿山建设提供了实践基础和借鉴经验。对山东能源集团创建智能矿山的具体实践进行了具体总结:企业通过实施创新驱动发展战略,激活了智能矿山建设的动力引擎;通过搭建互联互通信息网络,夯实了智能矿山建设的基础支撑;通过打造数据集成共享平台,构建了企业智能矿山建设的数字生态;通过创新智能矿山应用场景,提升了智能矿山建设的质量水平。

    关键词 山东能源集团 智能矿山建设 智能开采关键技术 数字矿山平台 智能人员管理

  • 人工智能在煤矿机器人中的应用2021年第1期

    作者:张 辰1,范 永2,李贻斌1,杨 彤3

    单位:(1. 山东大学控制科学与工程学院,山东省济南市,250061;2.山东交通学院轨道交通学院,山东省济南市,250357;3. 山东中科先进技术研究院有限公司,山东省济南市,250000)

    摘 要 随着人工智能技术的迅速发展,其在煤矿的应用也越来越广泛。在煤矿生产过程中,机器人换人需求的迫切性加快了煤矿机器人的产业化应用,也加速了人工智能技术在煤矿机器人中的应用。对人工智能技术在煤矿机器人中的应用进行了分析探究,介绍了人工智能技术的主要研究内容及其在工业中的应用,分析了人工智能在煤矿生产中的应用现状,阐述了将人工智能技术有效地应用于煤矿机器人的构想,并对人工智能在煤矿机器人中发展前景进行了展望。

    关键词 人工智能 煤矿机器人 智能感知 智能决策 智能监测

  • 透明矿山建设与推进的思考2021年第1期

    作者:郭昌放1,杨 真2,武 祥2,张海红3,吴钔钛2,陈一鼎3,周兴策3

    单位:(1.中国矿业大学人工智能研究院,江苏省徐州市,221116;2.中国矿业大学矿业工程学院,江苏省徐州市,221116;3.昆明煤炭科学研究所,云南省昆明市,650051)

    摘 要 透明矿山建设可分为矿山外部生产环境透明化建设和矿山内部生产环境透明化建设,前者通过建设矿山多源数据协同共享平台消除困扰矿山的“信息孤岛”和“子系统孤岛”现象,实现对矿井生产过程中人-设备-环境所产生基础多源大数据的透明化管理;后者通过智能算法对反演模型的优化以及通过构建约束模型耦合基于平台实时获取的巷道、钻探以及回采动态揭露的多源先验数据,提高矿山地质勘探的精准性。透明矿山建设涉及范围广、实施难度大,通过对矿山生产各专业信息的逐步积累和充分挖掘利用,逐步提高矿井安全隐患、水、瓦斯等更大范围和更高维度的透明化建设,为矿山的智能无人开采提供精准数据支持。

    关键词 透明矿山 多源数据协同共享 地质异常精准勘探 智能反演算法 多源先验数据耦合模型 隐患透明化管理

  • 张家峁煤矿智能化建设与实践2020年第12期

    作者:任怀伟1 薛忠新2 巩师鑫2 王 峰1 张德生1 侯 刚1

    单位:(1.中煤科工开采研究院有限公司,北京市朝阳区,100013;2.陕煤集团陕北矿业张家峁矿业公司,陕西省榆林市,719301)

    摘 要 煤矿智能化建设是实现煤矿高质量发展和煤炭生产技术革命的重要途径,张家峁煤矿智能化建设以“运营一大脑、矿山一张网,数据一片云,资源一视图”和八大应用系统为核心,应用云计算、物联网、大数据等为代表的新一代信息技术与传统煤炭行业技术融合创新,构建结构合理、功能完整、安全稳定、管控有效、服务全面的智慧运行体系,形成覆盖生产、生活、办公、服务各个环节的安全、智能、高效、绿色煤矿综合生态圈,实现自上而下、功能完整、数据互联、协同运行的智能运行体系。张家峁煤矿智能化建设实践表明,新一代信息技术与传统煤炭行业技术融合创新,可实现产业赋能升级,推动煤炭行业高质量发展。

    关键词 煤矿智能化 顶层设计 智能化管控平台 透明工作面 智能快速掘进

  • 智慧矿区建设战略布局及关键技术2020年第12期

    作者:吴群英1 郭佐宁1 牛虎明1 符立梅2 习 晓1 周晓明1

    单位:(1.陕煤集团陕北矿业有限公司,陕西省榆林市,719000;2. 西安科技大学, 陕西省西安市, 710054)

    摘 要 陕煤集团陕北矿业有限公司智慧矿区建设通过全面数据采集、全过程数据管理、混合云化部署架构、融合应用系统以及人性化的设计,达到支持多组织管理、业务一体化管控、快速决策分析等目标,对上支撑陕西煤业股份有限公司业务平台,对下实现透视化管控,对外实现业务协同,对内实现融合分析,最终实现以管理为核心,以融合、分析、协同为手段的智慧内涵,进而实现公司更低的成本、更高的效率与更好的效益。陕煤集团陕北矿业有限公司以价值创造为引领,构建创新驱动、规划先行、技术支撑、梯度推进、全面协同的全新智慧化建设模式,率先搭建矿山大数据工业互联网平台,实现井下生产安全、控制、监测等5G技术全面应用,打造以管理为核心、技术为支撑、效能为评价的实践之路。

    关键词 智慧矿区 业务协同 融合分析 智慧内涵 矿山大数据工业互联网平台

  • 基于5G技术的智能矿山研究及应用2020年第11期

    作者:李 艺 刘春平 武晓雪

    单位:(联通(山西)产业互联网有限公司,山西省太原市,030032)

    摘 要 矿山智能化是煤炭工业高质量发展的重要保障,5G技术的出现,强化融合了人工智能、物联网、边缘计算、大数据等技术,加速了传统行业的转型发展。笔者通过分析矿山智能化发展现状,系统阐述了当前矿山智能化亟需突破的瓶颈及5G技术在矿山应用的必要性,并从性能指标与关键技术的角度探讨了5G技术;提出了矿山5G+高质量网络矿山“一张网”的网络架构,从本地矿用5G核心网、5G IPRAN环网、5G无线接入网开展了深入研究;基于5G传输网络,阐述了搭建全面感知、远程控制及智能调度3个典型应用场景所需的研究重点和方向,并在山西焦煤霍州煤电庞庞塔煤矿取得了良好的实践验证。最后,展望了智能矿山的应用前景,为我国智能矿山建设提供了一种有益探索。

    关键词 5G技术 智能矿山 物联网 大数据 人工智能

  • 特厚煤层综放工作面智能化开采研究与实践2020年第11期

    作者:吴亚军 王亚军 杨树新 渠文钟

    单位:(晋能控股煤业集团同忻煤矿有限公司,山西省大同市,037000)

    摘 要 在智能化综放开采技术领域,同忻煤矿在自动化割煤、支架自动跟机、自动放煤以及智能控制等特厚煤层大采高综放智能化方面进行了积极探索,将SAC电液控制系统应用于8309智能化综放工作面,并通过设置不同的参数实现支架的自动跟机以及邻架、隔架、成组操作的控制;结合同忻煤矿的特厚煤层地质条件,利用行程传感器及时间控制实现了支架自动放煤。通过编辑采煤机的22种自动割煤状态和调节自动化参数,可实现采煤机自动割煤,应用SAP泵站控制系统可实现对泵站的控制,同时搭建集控中心,可实现对工作面设备的远程控制及一键启停。通过对8309智能化综放工作面与8307综放工作面进行的比较分析,发现智能化综放开采在围岩耦合、回采率、设备维护、人员配置及劳动强度等方面具有明显优势。

    关键词 特厚煤层 综放工作面 智能化开采 无人开采 协同控制

  • 煤矿巷道智能掘进装备的关键技术问题探讨2020年第11期

    作者:丁振华1 吴家梁1 姜德义2 史成建1 刘兴利1 苏云辉1 杜俊生2

    单位:(1.无锡华瀚能源装备科技有限公司,江苏省无锡市,214000; 2. 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点试验室,重庆市沙坪坝区,400044)

    摘 要 我国煤矿综采技术装备与矿井配套设施的快速发展加剧了采掘失衡的矛盾,发展煤矿快速掘进装备是解决掘进速度慢、提高掘进智能化水平和保障生产安全高效的先决条件。笔者根据现有的掘进装备情况指出,发展快速掘进智能装备需要解决掘进装备的可靠性和掘锚护一体化装备高效性这2个关键技术问题。笔者认为,通过采用先进的设计理念及方法,研发新技术和加强制造工艺过程的质量控制等可以解决掘进装备可靠性问题,以满足并提高掘进工作的正常使用要求。此外,笔者认为,掘锚护一体化装备的高效性可从快速定位找眼技术、新施工工艺与安全支护标准以及掘锚装备与锚护材料的协同性与匹配性这3个方面进行提高,从而解决掘进速度慢、安全生产系数低等问题。最后笔者指出,提高煤矿巷道掘进智能化程度不仅需要发展快速掘进智能装备,而且要引入人工智能技术,才能真正实现巷道的智能化掘进。

    关键词 巷道掘进 掘锚一体化 智能化掘进 快速掘进

  • 国家能源集团煤矿智能化建设路径研究2020年第10期

    作者:丁 震 赵永峰 尤文顺 吴晓旭 李浩荡

    单位:(国家能源集团煤炭运输部,北京市东城区,100011)

    摘 要 分析了国家能源集团煤矿智能化建设现状,提出了国家能源集团煤矿智能化建设4条建设原则,制定了近期、中长期发展目标,重点研究了国家能源集团煤矿智能化的建设路径和重点任务;认为,应加强煤矿智能化建设的顶层设计,在融合先进技术、突破关键技术、建设示范工程上重点发力,分类分步有序推进煤矿智能化建设;最后指出,随着煤矿智能化建设的不断推进,现有传统开采模式必将被全新的智能化开采模式取代。

    关键词 煤矿智能化 煤矿机器人 智能掘进 无人驾驶 透明矿山

  • 智能带式输送机巡检机器人的研究与应用2020年第10期

    作者:赵仁渔 朱 波 张小松 李海潇

    单位:(山东新河矿业有限公司,山东省济宁市,272400)

    摘 要 主煤流运输系统设备的日常巡检是安全生产的重要环节,针对采用人工巡检或固定摄像头定点监视等传统监控方式存在的巡检人员劳动强度大、全面巡检难度大、环境条件差、隐患型问题难发现、巡检效率低下等问题,研发制造了智能带式输送机巡检机器人以代替人工巡检,并介绍了智能带式输送机巡检机器人项目的研制背景和实施意义;详细阐述了该项目的整体设计与系统设计。通过实际应用表明,智能带式输送机巡检机器人能够实现日常的实际巡检需求,并能提高巡检效果,从根本上减轻了现场巡检人员劳动强度,降低了巡检人员劳动风险,确保主煤流运输系统设备安全可靠运行。

    关键词 智能带式输送机 巡检机器人 主煤流运输系统 隐患排查

  • 感温探测灭火装置在梅花井煤矿运输系统中的应用研究2020年第9期

    作者:姚 荣 刘小明 张杰文

    单位:(国家能源集团宁夏煤业有限责任公司梅花井煤矿,宁夏回族自治区银川市,750408)

    摘 要 针对梅花井煤矿运输系统中带式输送机数量多、布置复杂、易发生火灾等问题,研发制造了一种感温探测灭火装置,详细介绍了感温探测灭火装置的结构组成及工作原理。通过运输系统沿线布置感温火灾探测电缆,对各部位温度进行监测,并通过控制器接收电缆反馈的信号,控制运输系统上方的喷淋灭火装置进行喷淋灭火或降温,以防止火灾发生。现场应用表明,该装置能够有效防范和控制火灾发生,提高运输系统的安全性。

    关键词 感温探测 灭火装置 运输系统 实时监控 远程监控

  • 钻杆加工自动上下料系统研究与设计2020年第9期

    作者:路前海 董萌萌 鄢忠方 吕 孟

    单位:(中国煤炭科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710077)

    摘 要 针对车间钻杆机械加工时存在的工人劳动强度大、生产效率低等问题,研究设计了钻杆加工自动上下料系统,结合车间实际情况和钻杆自身特点,详细介绍了钻杆自动上下料装置总体设计、液压系统设计,依据钻杆的实际加工工艺,设计了钻杆自动上下料系统的控制系统,从而实现钻杆上下料过程全自动化。试验应用和实际应用表明,该上下料系统结构简单、生产成本低、安全可靠性高,不仅降低了工人的劳动强度,同时也提高了钻杆的生产效率。

    关键词 钻杆加工 上下料系统 自动化生产 支护设备

  • 光纤光栅应变传感器在钻孔围压监测中的应用2020年第8期

    作者:闫文超 蔺兑波 南汉晨 杨 伟

    单位:(中国煤炭科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710077)

    摘 要 为了监测煤矿井下工作面围岩变形和顶底板压力的变化情况,采用预设钻孔中放置光纤光栅应变传感器的方法对岩石变形情况进行监测,制作与煤矿井下工作面相似岩性的物理模型,在实验室模拟光纤光栅应变传感器在不同角度放置、不同压力情况下监测围岩的变化情况。试验得出,下倾角度越小,光纤光栅应变传感器的数据测量能力以及数据线性度越好,能够准确地反应出加载不同压力下的变化情况,以便有效测量围岩压力。通过煤矿井下试验应用表明,测得的数据能有效监测工作面相关情况。

    关键词 光纤光栅 应变传感器 围岩压力监测 围岩变形

  • TDS智能干选机在永明煤矿的应用2020年第8期

    作者:李新山

    单位:(陕西永明煤矿有限公司,陕西省延安市,716000)

    摘 要 针对人工拣矸作业效率低、矸石易泥化导致后续细选系统分选效果恶化、煤泥水系统负荷大等问题,陕西永明煤矿有限公司决定采用TDS智能干选机对100~25 mm块煤进行分选,替代传统人工拣矸作业。生产实践表明,TDS智能干选机分选100~25 mm块煤时成效显著,矸中带煤率平均为1.95%,矸石排出率平均为97.41%。TDS智能干选机的应用提升了选煤能力,增加了产品产量,降低了煤泥产率,节省了加工成本,提高了选煤厂的经济效益。

    关键词 TDS智能干选机 块煤干法分选 矸石泥化 矸石排出率

  • 矿用电磁波随钻测斜仪在松软煤层钻进中的应用研究2020年第8期

    作者:田小超 王 博 李 渊

    单位:(中国煤炭科工集团西安研究院有限公司,陕西省西安市,710077)

    摘 要 在松软煤层钻进中,因煤层起伏变化,容易出现采用常规回转钻进顶板或底板钻孔施工不到位和采用基于水力驱动的随钻测量系统易造成塌孔和埋钻等问题,基于此,提出了矿用电磁波随钻测斜仪配套空气动力螺杆马达进行松软煤层顺层钻进的新思路,开发了基于无线电磁波传输的随钻测量系统及基于空气驱动的螺杆马达等关键技术与装备,并在淮河能源集团潘三煤矿开展了可行性试验应用。应用结果表明,矿用电磁波随钻测斜仪能够满足在松软煤层顺层定向钻进的实际生产需求,指导钻具沿煤层钻进,降低无效进尺,有效提高见煤率及瓦斯抽采量。

    关键词 矿用电磁波随钻测斜仪 松软煤层 空气动力定向钻进 瓦斯抽采 瓦斯治理

  • 地面瞬变电磁技术在探测煤层顶底板富水区分布中的应用2020年第8期

    作者:李 刚

    单位:(山西潞安矿业集团慈林山煤业有限公司李村煤矿,山西省长治市,046600)

    摘 要 为提前探明预采煤层顶底板附近富水区的分布情况、合理安排工作面的布设位置,并提前采取相应的预处理措施,采用ZONGE公司生产的GDP-32II型多功能电法仪,对李村煤矿二采区进行地面瞬变电磁法勘探,利用探测数据对顶底板影响区范围内3号煤层开采的第四系及基岩风化带、K10、K8及K7含水层内富水区域位置、范围和形态进行了解释与圈定,为煤矿安全生产提供可靠的水文物探资料。

    关键词 地面瞬变电磁技术 富水区分布 富水性探测

  • KLJ7型矿用智能链臂切顶机在小煤柱留设开采技术中的应用2020年第7期

    作者:王自卫 刘建平 刘 阳

    单位:(同煤集团综采装备安装分公司,山西省大同市,037001)

    摘 要 针对传统切顶卸压沿空留巷道无煤柱开采技术和切顶卸压小煤柱留设开采技术这2种开采方式中,双向聚能爆破预裂切顶工艺存在的作业人员安全性较差、人工劳动强度大、工序繁琐等问题,同煤集团研发了KLJ7型矿用智能链臂切顶机代替传统人工切顶工艺。介绍了KLJ7型矿用智能链臂切顶机的装备性能及结构组成,详细阐述了同煤集团塔山煤矿2311巷道的机械切顶技术方案以及顶板切缝后补强支护技术方案,并对2311巷道切顶效果进行了综合效益分析。通过实际应用表明,KLJ7型矿用智能链臂切顶机解决了传统切顶工艺中的“部分预裂孔未打通成缝”及“预裂后顶板垮落不规整导致后期巷道维护困难”等问题,既降低了施工成本,提高了工程质量,又收集了试验数据,为设备后期推广应用打下基础。

    关键词 矿用智能链臂切顶机 切顶卸压 爆破预裂 坚硬顶板 巷道维护

  • CSPB20T型矿用智能湿喷机的研发与应用2020年第7期

    作者:兰天安

    单位:(国家能源集团神东煤炭集团开拓准备中心,陕西省榆林市,719315)

    摘 要 为了改善煤矿井下支护作业环境,实现混凝土喷射的机械化作业,加快煤巷施工速度,降低工人的劳动强度,国家能源集团神东煤炭集团研发了CSPB20T型矿用智能湿喷机替代传统的人工手持喷头的喷浆作业方式,详细介绍了该设备的整体结构、主要技术参数、主要组成部件以及功能。通过在大断面巷道锚护作业中的实际应用,CSPB20T型矿用智能湿喷机提高了喷射混凝土的质量和生产效率,加快了施工速度,改善了煤矿井下支护作业环境,大大降低了人员的劳动强度,产生了良好的社会效益和经济效益。

    关键词 矿用智能湿喷机 混凝土喷射 巷道锚护作业 巷道喷浆

  • 8.8 m超大采高综采面初采期间设备存在的问题与解决方案2020年第7期

    作者:崔石磊 王 军 王旭峰

    单位:(国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿,内蒙古自治区鄂尔多斯市,017209)

    摘 要 由于国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿8.8 m超大采高综采面采用的设备均为新研发设备,在综采面试运行期间出现了支架底座与推拉杆别劲、拉架时灰尘大、视线差及自移列车拉移时跑偏等问题。针对以上问题,国家能源集团神东煤炭集团上湾煤矿结合生产实际,从设备动作原理入手,对设备进行了优化改造,并详细阐述了设备出现问题的原因及解决方案。改造后的实际应用表明,改造后的设备不仅降低了劳动强度、提高了工作效率,有力保障了8.8 m超大采高综采面的安全高效生产,而且在解决问题的过程中,生产单位和科研院所积累了宝贵的技术经验,对我国煤炭工业装备制造水平的改进和提升具有积极的借鉴意义。

    关键词 8.8 m超大采高 智能综采面 设备优化 导矸降尘装置 自移列车跑偏