高级智能化煤矿建设发展思考 被引量：1

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作者 毛善君 陈华州 +10 位作者 刘海滨 景超 张弘 张鹏鹏 张磊 樊迎博 孙峰 李中州 吴叶明 贾瑞杰 李祥 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期165-180,共16页

目前煤矿智能化建设已经取得了阶段性重大应用成果,但仍处于初级或中级智能化水平,存在系统性和实用性等问题,智能化矿山建设步入深水区,高级智能化矿井建设势在必行。在分析智能化煤矿建设存在问题的基础上,结合科学采矿、工业物联网... 目前煤矿智能化建设已经取得了阶段性重大应用成果,但仍处于初级或中级智能化水平,存在系统性和实用性等问题,智能化矿山建设步入深水区,高级智能化矿井建设势在必行。在分析智能化煤矿建设存在问题的基础上,结合科学采矿、工业物联网、时空智能、大数据分析、智能制造和工业控制等技术,详细阐述了高级智能化矿井建设“六体系、六化、两模式或平台、六链流”的“6626工程”,并对高级智能化矿井建设分类、建设思路、经济与社会效益和相关关键技术进行了论述。“六体系”包括标准体系、技术体系、装备体系、管理体系、培训体系和服务体系;“六化”包括装备智能化、地测透明化、分析在线化、控制协同化、智能系统化、生产绿色化;“两模式”包括基于透明化地测保障的智能化协同管控平台及应用系统和基于精确时空信息的矿井采掘工作面少人或无人自适应截割协同管控平台及应用系统;“六链流”包括煤链流、电链流、风链流、水链流、物链流和绿色循环经济链流。高级智能化矿井建设的“6626工程”为智能化煤矿建设成功涉过深水区和可持续发展提供一种可行的路径和技术支撑。 展开更多

关键词 高级智能化矿井 “6626工程” 协同管控平台 时空智能 科学采矿

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煤矿灾害“云边端”一体化智能精准管控技术体系研究

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作者 刘玉冰 李怡腾 +6 位作者 李忠辉 殷山 景超 李凯 李振兴 赵胜磊 刘承飞 《工矿自动化》 北大核心 2025年第3期105-112,164,共9页

构建煤矿灾害智能化精准管控体系有助于提高事故预测预警准确度,实现智能化风险研判。现有研究大多聚焦单一灾害进行监测预警技术或算法优化,缺乏多灾害监测预警协同机制和事故应急联动下的避灾路径规划,且数据传输时延大,管控效率较低... 构建煤矿灾害智能化精准管控体系有助于提高事故预测预警准确度,实现智能化风险研判。现有研究大多聚焦单一灾害进行监测预警技术或算法优化,缺乏多灾害监测预警协同机制和事故应急联动下的避灾路径规划,且数据传输时延大,管控效率较低。提出了一种煤矿灾害“云边端”一体化智能精准管控技术体系,介绍了该体系架构和监控预警数据流转与交互机制,从数据精准感知、边缘计算、云平台3个角度重点分析了该体系的关键技术,包括:在端侧,研发瓦斯、火灾、粉尘、顶板等多灾害智能传感器,构建基于IPv6的5G+4G+WiFi6的高速低时延通信网络,优化感知设备及联动控制装备部署方案;在边侧,建立基于深度学习AdaTT模型的煤矿重大灾害数据融合分析模型,研发矿用AI视频分析设备以实现安全隐患图像识别,开发基于边缘计算驱动的煤矿工作面协同管控技术;在云侧,采用数字孪生技术实现可视化推演,基于Delphi理论和深度学习模型实现煤矿重大灾害安全态势分析,设计灾害环境下的路径时变网络路径规划算法。基于该技术体系开发了煤矿灾害融合监控预警与管控数字化决策平台,并在平顶山天安煤业股份有限公司十二矿成功应用,显著提高了多灾种风险分析决策效率与智能管控水平。 展开更多

关键词 煤矿灾害 瓦斯灾害 矿井火灾 粉尘灾害 顶板灾害 多灾害管控 云边端协同

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复杂地形条件下毒害性气体扩散实时模拟与可视化——以四川盆地川东北高含硫气田为例

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作者 姜云 李丁川 +3 位作者 沈若飞 李梅 张溶倩 李元琛 《天然气工业》 北大核心 2025年第2期136-145,共10页

危化行业毒害性气体扩散模拟主要用于风险评估和环境评价,然而复杂地形下的气体扩散实时计算方法研究较少。四川盆地川东北地区罗家寨高含硫气田地处川渝山区,大部分生产设施靠近高密度人口区域,面临的安全环保风险挑战大。为了解决毒... 危化行业毒害性气体扩散模拟主要用于风险评估和环境评价,然而复杂地形下的气体扩散实时计算方法研究较少。四川盆地川东北地区罗家寨高含硫气田地处川渝山区,大部分生产设施靠近高密度人口区域,面临的安全环保风险挑战大。为了解决毒害性气体泄漏实时模拟与应急响应的现实需要问题,在系统分析高含硫气田毒害性扩散模型基础上,基于自动输入管线泄漏监测系统和气象系统的实时数据,提出了改进型复杂地形条件下的CALPUFF大气扩散模型计算方法,成功开发了川东北高含硫气田应急响应系统(Emergency Response/Management System,ERMS),有效支撑了高含硫气田的安全高效开发。研究结果表明:①通过改进CALPUFF模型参数文件,能够接入泄漏数据和气象数据,根据地形数据生成精细化三维风场,实现了泄漏气体扩散的实时动态计算;②该法适用于应急场景中的小尺度突发情况下的情景模拟,面向应急的毒害性气体模拟结果与环评模型结果基本一致;③该模型能够在2 min之内输出计算结果,满足了现场突发事故发生时实时快速计算和动态模拟的需求。结论认为,考虑复杂地形和实时监测的大气扩散模型实时计算方法有效解决了毒害性气体扩散实时模拟难题,研发的应急响应系统与泄漏监测系统、社区报警系统形成联动,为应急响应提供重要的决策支持。 展开更多

关键词 四川盆地 高含硫气田 复杂地形 气体扩散模型 实时模拟 社区应急 数智化

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矿山三维地质建模研究进展:原理、方法与应用

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作者 张村 贾胜 +1 位作者 华埜 宋启 《煤炭科学技术》 北大核心 2025年第2期222-238,共17页

矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面... 矿山三维地质建模通过直观呈现地下地质结构,有助于提升矿业开发的精准性和效率,减少风险并优化资源利用。笔者归纳了现有三维地质建模技术的原理和方法,总结了三维地质建模技术在矿业开发领域的应用现状,探讨了当前三维地质建模技术面临的挑战与未来的发展趋势。三维地质建模是利用计算机三维图形技术将散布的勘探数据整合为反映地质构造及属性变化的数字化模型。这些模型可分为面模型、体模型和混合模型,同时根据用途和数据来源,又可细分为静态模型(构造模型、地层模型、属性模型)和动态模型。建模过程包括数据获取、处理和模型构建,涉及地质勘探数据、遥感数据和工程数据等多种数据来源,并通过多种插值方法弥补数据不足,国内外已经开发出多种建模软件。在矿山三维地质建模应用方面,三维建模的应用集中于矿产资源开发、采矿工程设计和矿山安全生产,通过建立准确的三维模型,提升对地下结构的认识,实现资源量计算的智能化与动态管理。三维通风模拟与可视化技术能够优化通风方案,节约成本,三维地质建模技术与自动化设备和传感技术结合,可以实现矿区实时监控、精确定位和动态调整。在矿山灾害监测中,三维地质建模技术能够进行矿山灾害的分级评价,并结合数值仿真为矿山灾害的预防和风险规避提供有效支持,保障工作人员的安全。当前三维地质建模技术存在数据处理效率低、自动化程度不足等问题,未来应结合人工智能,推动三维地质建模技术向智能化、自动化方向发展。 展开更多

关键词 矿业开发 三维地质建模 资源预测 开采设计 灾害预警 人工智能

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煤炭集团公司综合调度统一平台的研究与应用

5

作者 杨丽 侯立 《煤炭工程》 北大核心 2015年第5期128-130,共3页

基于SOA、Web GIS、Java EE、数据交换等技术,研究并设计了高度集成的煤炭集团公司综合调度统一平台,克服了现有系统存在功能相对单一、数据孤岛严重的问题。平台主要包括表现层、业务层、数据层、集成层四层架构,其中,集成层实现数据... 基于SOA、Web GIS、Java EE、数据交换等技术,研究并设计了高度集成的煤炭集团公司综合调度统一平台,克服了现有系统存在功能相对单一、数据孤岛严重的问题。平台主要包括表现层、业务层、数据层、集成层四层架构,其中,集成层实现数据的获取和集成,数据层通过分类存储管理建立数据共享机制,业务逻辑层采用Spring MVC框架实现具体的业务逻辑,表现层利用SVG、JSP以及Web GIS技术完成页面实现、数据校验等。实现了综合管理门户、平台监控、调度统计分析、安全监测联网、人员定位联网、生产运行监测联网、工业视频监控联网、应急物资管理、信息发布等功能。 展开更多

关键词 煤炭集团公司 综合调度 统一平台 JAVAEE

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高瓦斯煤层大直径钻孔卸压增透瓦斯渗流时空演化机理 被引量：8

6

作者 王方田 李哲 +2 位作者 张村 何东升 张洋 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期47-61,共15页

矿井瓦斯抽采面临抽采率低、有效抽采周期短、瓦斯预抽体积分数不达标等困境。为实现高瓦斯低透气性煤层的精准卸压增透,以顺和煤矿2404典型深井高瓦斯低透气性煤层工作面为研究对象,基于长时力学效应理论建模、COMSOL数值分析和现场试... 矿井瓦斯抽采面临抽采率低、有效抽采周期短、瓦斯预抽体积分数不达标等困境。为实现高瓦斯低透气性煤层的精准卸压增透,以顺和煤矿2404典型深井高瓦斯低透气性煤层工作面为研究对象,基于长时力学效应理论建模、COMSOL数值分析和现场试验等方法,构建了大直径钻孔卸压煤层瓦斯运移多场耦合模型,提出了大直径钻孔瓦斯有效抽采半径的判定指标——残余瓦斯压力不超过0.22 MPa,揭示了大直径煤层钻孔卸压增透机理及瓦斯运移规律:单一大直径钻孔煤层瓦斯压力呈以钻孔圆心为对称中心的椭圆分布,即由钻孔圆心向外瓦斯压力逐渐增加,随着抽采时间延长,抽采达标区域逐渐扩大。钻孔周边应力转移特征为:随着抽采时间增加,单一大直径钻孔周边点的垂直应力呈现先增后降趋势。进一步提出了高瓦斯低透气性煤层大直径钻孔卸压增透抽采技术。模拟确定了钻孔有效抽采半径,孔间距6.0 m、直径300 mm钻孔卸压增透效果最好,其两侧3.0 m内平均渗透率为1.58×10^(-15)m^(2),远大于初始值1.15×10^(-17)m^(2)。现场应用表明,大直径钻孔瓦斯抽采远优于普通钻孔,300 mm大直径钻孔瓦斯体积分数最大值为47.2%,75 mm原钻孔最大瓦斯体积分数最大值仅为10.6%,且大直径钻孔5.0%以上高瓦斯体积分数抽采天数提高了40.2%,有效解决了小直径瓦斯钻孔治理难题,为高瓦斯煤层高效精准卸压增透强化抽采提供了有效途径。 展开更多

关键词 高瓦斯 大直径钻孔 卸压增透 瓦斯渗流 抽采半径 高效抽采

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基于地质保障系统的煤矿灾害监测预警及综合防治平台研究 被引量：10

7

作者 钮涛 李栋 +2 位作者 王平 刘国峰 陈明刚 《中国煤炭》 北大核心 2024年第5期82-89,共8页

基于煤矿智能化建设的基本要求,提出了基于地质保障系统的煤矿灾害监测预警及综合防治平台,设计了由设备层、边缘层、基础设施层、平台层和应用层构成的系统总体架构;梳理了平台建设的业务流程,并对自然灾害监测预警、灾害综合防治等关... 基于煤矿智能化建设的基本要求,提出了基于地质保障系统的煤矿灾害监测预警及综合防治平台,设计了由设备层、边缘层、基础设施层、平台层和应用层构成的系统总体架构;梳理了平台建设的业务流程,并对自然灾害监测预警、灾害综合防治等关键业务进行了详细研究;基于地质保障系统,研发了煤矿灾害监测预警及综合防治平台。通过在金凤煤矿的实际应用表明,煤矿灾害监测预警及综合防治平台集成了各灾害监测数据,解决了各类数据孤立分布、预测精度低、预警结果和风险评估不准确的问题,降低了灾害事故的发生率,提升了煤矿应对灾害时的防治水平和综合治理能力,应用灾害预警与评估技术实现了风险的智能识别与治理。 展开更多

关键词 地质保障 智能煤矿 灾害预警 灾害防治 安全管理

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基于数字孪生技术的煤矿掘进机自动截割方法研究 被引量：6

8

作者 张铁聪 陈华州 +2 位作者 赵俊杰 王利景 贾冬冬 《中国煤炭》 北大核心 2024年第1期93-100,共8页

为了解决目前掘进工作面设备自动化控制存在的缺乏可视化人机交互控制、缺乏掘进工作面数字孪生动态建模、缺乏巷道模型与掘进机定位导航系统融合的问题,提出一种基于三维数字孪生技术的煤矿掘进机自动截割方法;该方法利用三维数字孪生... 为了解决目前掘进工作面设备自动化控制存在的缺乏可视化人机交互控制、缺乏掘进工作面数字孪生动态建模、缺乏巷道模型与掘进机定位导航系统融合的问题,提出一种基于三维数字孪生技术的煤矿掘进机自动截割方法;该方法利用三维数字孪生技术的巷道模型生成截割模板,实现掘进机对预设截割断面的自动化截割,可达到人工远距离、可视化控制掘进机安全自动作业的目的。介绍了数字化巷道和掘进机模型的构建方法以及数据驱动逻辑,并对掘进机自动截割控制方法进行了详细阐述。结果表明,该方法避免了粉尘等对掘进机自动化截割的影响,降低了人员现场作业风险和劳动强度,解决了掘进机远程截割精确度低、巷道断面成型质量差等问题。 展开更多

关键词 数字孪生技术 掘进机自动截割 数字化巷道 远程截割 地理信息系统

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基于工作面地质模型自适应开采的碰撞检测方法研究

9

作者 李鑫超 周脉勇 +2 位作者 李轩 祝永涛 秦涛 《煤炭工程》 北大核心 2024年第7期159-164,共6页

由于综采工作面生产过程中粉尘、水雾导致摄像头视频模糊,通过视频无法常态化实现采煤机和液压支架碰撞检测,使得智能开采技术的实用性受限,文章提出了基于综采工作面高精度地质模型自适应开采的采煤机和液压支架碰撞检测方法。基于综... 由于综采工作面生产过程中粉尘、水雾导致摄像头视频模糊,通过视频无法常态化实现采煤机和液压支架碰撞检测,使得智能开采技术的实用性受限,文章提出了基于综采工作面高精度地质模型自适应开采的采煤机和液压支架碰撞检测方法。基于综采工作面高精度地质模型的自适应开采系统下发采煤机规划采高数据,结合采煤机的采高传感器数据和液压支架的高度传感器数据,实时对采煤机滚筒和液压支架进行碰撞检测预警,触发预警后采煤机牵引停止,同时自适应开采系统弹出触发碰撞检测支架的视频窗口,待人工处理消警后采煤机继续自适应割煤。结果表明,该方法将综采工作面采煤机和液压支架的相对坐标与地质模型的绝对坐标建立关联,实现基于综采工作面液压支架高度传感器数据和规划的截割数据两种方式的预警,大大提高了综采工作面采煤机和液压支架碰撞检测预警的准确性。 展开更多

关键词 地质模型 动态更新 自适应开采 碰撞检测 预警

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多维可视化智能巡检虚实协同技术研究及其在金凤煤矿的应用 被引量：1

10

作者 陈自新 李栋 +1 位作者 董佳 张铁聪 《中国煤炭》 北大核心 2024年第10期115-122,共8页

为提升煤矿井下巡检效率,提出一种矿山多维可视化智能巡检虚实协同方法,基于煤矿地理信息系统图形处理平台构建全矿井多维可视化系统;构建巷道、设备的几何及属性模型,以及虚拟观察者与巷道、设备、管线之间的拓扑、顺序和度量空间关系... 为提升煤矿井下巡检效率,提出一种矿山多维可视化智能巡检虚实协同方法,基于煤矿地理信息系统图形处理平台构建全矿井多维可视化系统;构建巷道、设备的几何及属性模型,以及虚拟观察者与巷道、设备、管线之间的拓扑、顺序和度量空间关系,实时采集环境监测、综合自动化和智能化设备的监测监控信息;基于多维图形可视化系统,按配置路线远程动态巡检,依据虚拟观察者巡检空间位置和观察方向、空间关系和巡检逻辑,实时显示相关视频、环境监测、自动化和智能化设备监测监控数据。基于矿井空间对象、空间关系和巡检逻辑的自动巡检方法,达到巡检过程中真实视频、监测监控数据与虚拟场景的自动虚实协同和实时对应。该系统在国家能源集团宁夏煤业有限责任公司金凤煤矿的应用表明,智能巡检虚实协同技术可减轻安检员井下巡检工作量,提高巡检效率。 展开更多

关键词 多维可视化 智能巡检 虚实协同技术 煤矿地理信息系统

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基于惯导与里程计组合导航的综采工作面自动找直系统 被引量：1

11

作者 钮涛 李鑫超 +2 位作者 胥瑜民 权志刚 张佳宾 《煤炭工程》 北大核心 2024年第S1期56-61,共6页

综采工作面生产要求“三直两平两畅通”,其中“三直”指的是煤壁直、刮板输送机直和液压支架直。围绕目前刮板输送机调直人工干预率高、调直速度慢、惯导精度不高导致的调直精度差的问题,提出了“惯导+里程计”组合导航的定位方式,结合... 综采工作面生产要求“三直两平两畅通”,其中“三直”指的是煤壁直、刮板输送机直和液压支架直。围绕目前刮板输送机调直人工干预率高、调直速度慢、惯导精度不高导致的调直精度差的问题,提出了“惯导+里程计”组合导航的定位方式,结合两步误差修正算法,实现工作面煤机的精确定位。进一步地,采用两端头拉取找直直线的方式,提出了基于两端头调直的刮板输送机与液压支架找直策略,设计了工作面自动找直系统。并通过在宁煤金凤煤矿综采工作面进行实验,验证了找直策略的有效性,满足工作面自动找直要求。 展开更多

关键词 煤矿智能化 惯性导航系统 组合导航 自动找直

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基于透明地测保障管控平台的综采工作面多系统协同联控体系研究

12

作者 董佳 李栋 +2 位作者 刘国锋 张佳宾 冯锦鹏 《煤炭工程》 北大核心 2024年第S1期126-131,共6页

智能开采是煤矿智能化的核心技术之一,综采工作面作为煤矿智能开采的一线战场,其多种设备的交互、人员业务的繁杂、生产环境的恶劣均影响着综采面安全生产的效率。针对上述问题,综合考虑了包含三机、视频监控、惯导、测量机器人等多种... 智能开采是煤矿智能化的核心技术之一,综采工作面作为煤矿智能开采的一线战场,其多种设备的交互、人员业务的繁杂、生产环境的恶劣均影响着综采面安全生产的效率。针对上述问题,综合考虑了包含三机、视频监控、惯导、测量机器人等多种设备所构成的综采面设备体系,设计了多设备在生产检修等各个环节的联动方式,研究了综采面多机协同、智能协作、无人管控的联动目标,进而提出了基于透明地质测量保障系统的综采面多系统协同联控体系。为了验证所提联控方式的可行性,以宁煤公司金凤煤矿011817综采工作面管控平台为基础,布设了综采工作面多系统联控体系,有效提高了各系统的联控自动化水平,为煤矿智能化建设提供了有力保障。 展开更多

关键词 煤矿智能化建设 地测保障系统 协同联控 智能开采

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煤矿巷道环境人工标识辅助的激光惯性SLAM算法研究

13

作者 赵俊杰 张佳宾 +2 位作者 刘兴伟 陈彪仁 张祥武 《中国煤炭》 北大核心 2024年第S2期178-184,共7页

煤矿井下巷道环境不同于地面,不规则的煤壁、倾斜的巷道底板和稀疏的标志物,为三维激光扫描仪技术在井下的应用造成了严重的挑战。针对这一问题,提出了一种设置人工辅助标识,通过和煤壁较大差异的反射强度提取特征的融合激光IMU井下SLA... 煤矿井下巷道环境不同于地面,不规则的煤壁、倾斜的巷道底板和稀疏的标志物,为三维激光扫描仪技术在井下的应用造成了严重的挑战。针对这一问题,提出了一种设置人工辅助标识,通过和煤壁较大差异的反射强度提取特征的融合激光IMU井下SLAM算法。该算法在前端将线面特征和反射强度特征进行融合,通过对应的约束条件构造观测约束,输出高精度的里程计位姿。在后端优化环节,融合里程计因子、IMU预积分因子和回环检测因子,共同构成因子图状态节点和观测节点,并将其转化为非线性优化问题,最后通过高斯牛顿法进行优化求解。在宁煤金凤煤矿进行井下实测验证,并对比了开源优秀算法LIO SAM。实验结果表明:针对煤矿井下巷道环境设计的人工标识辅助的SLAM算法,有效输出了全局一致的点云地图,表现出了鲁棒高精度的定位结果和建图效果。 展开更多

关键词 煤矿巷道 激光雷达 人工标识 同步定位与地图构建

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智慧露天矿山建设基本框架及体系设计 被引量：100

14

作者 张瑞新 毛善君 +11 位作者 赵红泽 郭苏煜 贾宏君 赵学彬 孙健东 王群 李淋 马远平 王宇新 郭帅 鲍海明 林钰淇 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1-23,共23页

针对我国当前露天矿信息化建设中存在的信息孤岛,各生产部门无法高效协同实现数据资源共享、生产装备自动化程度低、对安全的自动判断和预警不足等问题,在对国内外智慧矿山发展趋势研究基础上,提出了智慧露天矿山定义,分析了智慧露天矿... 针对我国当前露天矿信息化建设中存在的信息孤岛,各生产部门无法高效协同实现数据资源共享、生产装备自动化程度低、对安全的自动判断和预警不足等问题,在对国内外智慧矿山发展趋势研究基础上,提出了智慧露天矿山定义,分析了智慧露天矿山层次间关系、智慧露天矿山建设原则和分期建设的“1+4”智慧化系统,即:1个基础平台是露天矿山基础支撑智慧化系统,4个业务系统是指露天矿山时空演化智慧化系统、露天矿山设备及工艺智慧化系统、露天矿山生产计划与工程管理智慧化系统、露天矿山综合管理智慧化系统,智慧露天矿总体构架、体系结构和技术框架,规划了各个系统的重点建设内容及项目构成、实现途径和分期目标。指出了智慧露天矿山建设体系主要由保障体系、标准规范体系、关键技术、决策体系、信息基础支撑体系、时空演化支撑体系、生产设备与环节管控体系、生产计划与施工协作体系、综合应用管理服务体系组成,同时提出了智慧露天矿山建设就是以云计算、大数据、物联网及矿业工程专业技术为基础,利用物联网技术实现“人-人”、“人-物”、“物-物”深度互联能力;基于统一网络传输标准,使爆破、采装、运输、排土、环境等监控系统与机电设备管理、调度通信、工业电视等安全生产技术管理系统得以有机汇接,实现信息共享;利用云计算和大数据技术,对矿山海量数据进行挖掘分析并及时响应,为矿山各管理层面决策提供数据支持;建立统一的矿业协同平台,使矿山爆破、采装、运输、排土等部门协同工作,打破信息孤岛,实现露天矿山系统的分布式协同工作,最终实现信息采集全覆盖、数据资源全共享、统计分析全自动、业务管理全透明、人机状态全监控、生产过程全记录,形成完整统一的时空框架和信息系统,提高各业务部门的多元信息融合、共享和生产系统的协同效率,实现矿山的绿色、安全、高效生产。 展开更多

关键词 智慧露天矿 物联网 大数据 智慧系统 基础平台

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透明化矿山管控平台的设计与关键技术 被引量：72

15

作者 毛善君 崔建军 +3 位作者 令狐建设 李梅 孙振明 陈华州 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第12期3539-3548,共10页

在分析国内外研究现状的基础上,提出了透明化矿山的概念和核心内容以及构建透明化矿山需要遵循的5个原则,并基于空间信息技术的最新发展,阐述了包括三维引擎层、智能煤矿平台层和生产操作层的透明化矿山系统构建的体系架构,并针对煤矿... 在分析国内外研究现状的基础上,提出了透明化矿山的概念和核心内容以及构建透明化矿山需要遵循的5个原则,并基于空间信息技术的最新发展,阐述了包括三维引擎层、智能煤矿平台层和生产操作层的透明化矿山系统构建的体系架构,并针对煤矿井上下空间对象的建模规范、多源时空数据的存储与集成、高精度地质体模型的构建和动态修正、海量数据三维可视化、机电设备模型构建与仿真以及自动化远程可视化控制等关键技术问题提出了解决方案,为矿山的透明化远程管控提供参考。部分技术已在阳泉煤业(集团)有限责任公司得到实际应用。 展开更多

关键词 透明化矿山 TGIS 体系结构 模型动态修正 数据集成 可视化控制

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煤矿智能开采信息共享管理平台构建研究 被引量：55

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作者 毛善君 崔建军 +3 位作者 王世斌 涂兴子 张鹏鹏 李梅 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1937-1948,共12页

井工煤矿生产是一个复杂的巨系统,实现其智能化开采的重要基础是安全生产全业务流程信息的高度共享和动态分析,但目前存在空间信息管理基础理论薄弱、数据孤岛严重、管理模式落后、共享平台缺失等问题。基于煤矿智能化信息处理的特点,... 井工煤矿生产是一个复杂的巨系统,实现其智能化开采的重要基础是安全生产全业务流程信息的高度共享和动态分析,但目前存在空间信息管理基础理论薄弱、数据孤岛严重、管理模式落后、共享平台缺失等问题。基于煤矿智能化信息处理的特点,提出了基于“一张图”的智能化煤矿信息共享管理平台的系统设计,为实现生产和管理部门间的横向整合和纵向集成奠定了基础;进一步完善了管理煤矿空间信息的灰色地理信息系统理论,并对业务流程重构和时空数据库的构建进行了较为详细的阐述,实现了智能开采环境下煤层空间信息的动态修正、管理模式的创新和各类空间及属性数据的一体化存储,为信息处理的动态性、共享性、准确性和可靠性提供了保障;对信息共享和协同处理机制以及可视化展示等关键内容和技术进行了研究,解决了包括移动端在内的全业务流程数据处理的一致性、完整性、现势性和可操作性问题;开发了具有我国自主知识产权的软件平台和应用系统,并在阳泉煤业(集团)有限责任公司、大同煤矿集团有限责任公司、中国平煤神马集团等单位得到实际应用,初步实现了对智能化煤矿安全生产运营“一盘棋、一张网、一张图、一个库”的新型管理理念和Internet+大数据+煤矿的高科技目标。 展开更多

关键词 智能矿山 地理信息系统 一张图 动态分析 信息共享平台 移动端平台

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煤矿综采工作面多角色虚拟演练平台关键技术研究 被引量：16

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作者 李梅 孙振明 +2 位作者 吕平洋 陈金川 毛善君 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2018年第1期156-161,223,共7页

针对国内煤矿虚拟演练平台操作单一、沉浸感和趣味性不强、硬件造价昂贵等问题,设计并实现了一个低成本、游戏化的多角色虚拟演练平台,重点研究了三维场景可视化技术、多用户网络传输技术、协同行为决策模型3个关键技术。研究成果不仅... 针对国内煤矿虚拟演练平台操作单一、沉浸感和趣味性不强、硬件造价昂贵等问题,设计并实现了一个低成本、游戏化的多角色虚拟演练平台,重点研究了三维场景可视化技术、多用户网络传输技术、协同行为决策模型3个关键技术。研究成果不仅能够真实再现煤矿综采工作面复杂的作业环境,而且支持多用户登录和协同工作、设备虚拟操控、采煤仿真模拟、演练评分等功能,为矿山人员培训和事故演练提供全新的技术手段,研究成果对提升我国矿山安全生产数字化水平具有重要意义。 展开更多

关键词 综采工作面 多人协同 虚拟现实 采煤工艺 知识规则

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长距离大断面掘进工作面风流场分布规律研究 被引量：17

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作者 杨荣明 刘永立 沈斌 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2015年第S2期64-66,共3页

针对神东大柳塔煤矿掘进巷道"长距离、大断面"的特点,研究掘进工作面风流场分布规律。通过处理软件GAMBIT建立掘进工作面的三维仿真计算模型,采用FLUENT模拟了掘进工作面长压短抽通风方式下不同风口位置、不同抽吸风量的风流... 针对神东大柳塔煤矿掘进巷道"长距离、大断面"的特点,研究掘进工作面风流场分布规律。通过处理软件GAMBIT建立掘进工作面的三维仿真计算模型,采用FLUENT模拟了掘进工作面长压短抽通风方式下不同风口位置、不同抽吸风量的风流分布规律。研究表明,长压短抽的通风方式下,压入式风流的射流影响区域明显大于抽出式;大断面巷道中压入式射流速度衰减较快,其有效射程约为13 m;随着掘进长度增加,压入风量减少,会造成巷道中部分区域最小风速不满足《煤矿安全规程》的要求。 展开更多

关键词 快速掘进系统 掘进通风 风流分布 大断面

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煤矿智能地质保障系统研究进展与展望 被引量：21

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作者 李梅 毛善君 赵明军 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期334-348,共15页

煤矿地质保障系统是智能化煤矿建设和生产的重要内容,地质透明化是智能地质保障的努力方向。首先从地质勘探设备、地质建模软件、地质数据处理、智能工作面装备等多方面回顾了国内外煤矿地质信息技术发展;然后重点分析了我国智能地质保... 煤矿地质保障系统是智能化煤矿建设和生产的重要内容,地质透明化是智能地质保障的努力方向。首先从地质勘探设备、地质建模软件、地质数据处理、智能工作面装备等多方面回顾了国内外煤矿地质信息技术发展;然后重点分析了我国智能地质保障系统的技术进展,包括隐蔽致灾地质因素探测技术、地测数据动态获取与地质灾害监测技术、多源数据融合与地质大数据技术、煤矿GIS“一张图”与地质云技术、透明化地质建模与可视化技术、地质保障智能分析技术等。在此基础上,对我国智能地质保障系统建设中的难点问题进行了分析,指出煤岩层识别、地震智能解释和点云三维重建等动态地质测量数据获取技术尚未取得突破性进展,各类地质软件在数据开放性上存在不足,数据格式不能兼容和统一,多源地测数据共享与融合处理能力有待提高,基于大数据和人工智能技术开展地质预测预报和地质隐患防控还需要深入研究。最后探讨了煤矿智能地质保障系统的发展方向,认为地球物理探测装备与基于深度学习的智能解释、全要素多尺度动态地质模型及数值模拟、隐蔽致灾因素智能分析与预测、基于地质模型的矿山动态生产规划等四大方向将在智能矿山建设中发挥重要作用。综上所述,本研究能为矿山智能化地质保障系统建设和采掘应用提供有益的参考。 展开更多

关键词 地质透明化 精准地质探测 地质大数据 GIS一张图 地质建模与可视化 地质保障智能分析

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基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术研究 被引量：25

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作者 李梅 康济童 +4 位作者 刘晖 李兆阳 刘曦 朱青 肖彬虎 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第7期25-35,共11页

巷道三维BIM建模具有数据结构复杂、细节信息量大等特点,在几何和语义上与GIS巷道三维模型相差很大,因此难以进行直接数据集成。为更好地利用GIS的空间分析功能和BIM的精细化建模功能,提出了基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术... 巷道三维BIM建模具有数据结构复杂、细节信息量大等特点,在几何和语义上与GIS巷道三维模型相差很大,因此难以进行直接数据集成。为更好地利用GIS的空间分析功能和BIM的精细化建模功能,提出了基于BIM与GIS的矿山巷道参数化三维建模技术。首先设计了考虑BIM层次细节和GIS空间拓扑的巷道三维数据模型和数据结构,包括了结点、中间点、巷道弧段、巷道中线和三角网等多类型几何数据,能够管理巷道相关的地质素描、巷道设计、通风网络、避灾线路的各类专业参数;其次,提出了三维巷道网络拓扑关系处理方法,通过GIS的空间拓扑编辑功能构建标准化巷道中线网络数据集;最后,提出了参数化BIM巷道三维建模流程,即读取巷道中线数据集及参数,构建基本巷道BIM模型,利用布尔运算技术处理巷道硐室、拐弯和交岔点等复杂情况,生成的BIM模型可以充分展现巷道形态、支护等细节,也保留了GIS巷道网络拓扑关系,提高了数据的可集成性。采用布尔运算算法与常见的线框建模算法进行比对后,发现布尔方法在不同断面类型的巷道交岔点处理效果更佳。研究成果已经在大海则煤矿透明地质保障系统中得到应用,支持udatasmith、obj、fbx等多类型标准化三维数据格式,生成的三维巷道模型能够为煤矿避灾路线生成、通风网络解算、路径导航、智能地质保障等提供可视化与网络分析服务。 展开更多

关键词 巷道 BIM GIS 参数化建模 三维模型 透明地质保障系统

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