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题名煤矿智能化开采技术研究现状及展望
被引量：82
- 1
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作者
唐恩贤
张玉良
马骋
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机构
陕西陕煤黄陵矿业有限公司
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期111-115,共5页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804309)
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文摘
通过分析煤矿智能化开采技术研究现状,指出目前我国煤矿智能化开采技术研究大多处于初级阶段,主要以“可视化远程干预型”智能化开采技术路线为主,虽然实现了井下工作面无人、少人作业,但受限于传感器水平与处理系统性能等困境,导致综采装备整体智能化程度不高,且不能智能感知工作面地质条件变化,并通过智能分析决策系统进行装备及工艺的自适应调整。尽管目前国内外科研机构和高等院校正在开展煤岩识别等有关技术难题的研究和探索,但基本都处于理论研究阶段,还未进行真正的实践应用。另外,现有装备未实现故障自诊断及采集数据的大数据分析整合,导致现有智能化开采技术未取得实质性突破。因此,在诸多新技术尚不成熟以及关键性技术难题尚未攻克的前提下,未来的一段时间里,不能完全沿着现有的技术路线进行探索和研究,需要不断开展技术创新。从目前智能化开采技术应用过程存在的关键技术难题出发,重点对地理地质信息系统的透明工作面、工作面复杂环境条件与智能化采煤的耦合应用、高速监控平台和大数据分析处理技术、系统自适应和故障自诊断技术等创新性研究内容进行了展望,同时为进一步提升煤矿智能化开采技术水平,提供一些建议和思路。
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关键词
智能化开采
地理地质信息
自适应
自诊断
大数据分析
智能矿山
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Keywords
intelligent mining
geographic and geological information
self-adaptive
self-diagnosis
big data analysis
intelligent mine
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
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题名基于5G技术的煤矿智能化开采关键技术探索
被引量：79
- 2
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作者
范京道
闫振国
李川
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机构
陕西延长石油(集团)有限责任公司
西安科技大学安全科学与工程学院
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
陕西延长石油矿业有限责任公司
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第7期92-97,共6页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804309)
陕西省自然科学基础研究计划资助项目(2019JLZ-08,2019JLM-10)。
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文摘
5G的到来,极大地促进了云计算、大数据和人工智能等技术的深度融合,成为包括煤矿智能化开采在内的各行各业升级转型的关键基础设施,必将推动煤矿智能化开采技术的创新与变革。首先阐述了煤矿智能化开采的发展历程,总结了相关的政策支持和技术发展态势,系统分析了智能化开采技术在应用推广过程中亟待解决8个方面的问题,即:工作面自动找直技术、复杂环境下的高清晰可视化技术、煤炭开采多场动态信息融合的4D透明地质构建技术、煤岩自动识别及智能截割技术、高质量传感器研制与多传感器数据融合技术、采矿工艺智能化技术、煤炭智能化开采的微服务系统平台架构、危险源智能感知与预警技术;并从宏观角度分析凝练了技术方面的制约因素,提出以5G技术为核心汇聚而成的技术生态必将成为解决上述问题的一种有效手段。其次,深入研究了通信技术和煤矿开采技术之间的关系,分析了5G技术在智能化开采中的特点和优势,构建了智能化开采核心技术与5G技术生态关联矩阵,指出5G大带宽、泛在万物互联、低时延高可靠、切片技术等特性和技术在煤矿智能化开采发展中的关键支撑作用,阐述了5G生态在煤矿智能化开采中的重要性,并展望了随着5G技术生态的不断成熟,煤矿智能化开采将探索衍生出的一些高效关键技术和生产管理模式。最后,从多个方面探索了5G技术在智能化开采中的关键应用,包括:系统计算分析管控模式、4D-GIS透明地质和实时推演、工作面自动找直、视频驱动的智能化开采、井下环境感知等。最后针对煤矿智能化开采提出了一种基于5G技术的解决方案以供探讨。
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关键词
智能化开采
5G技术
万物互联
智能煤矿
人工智能
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Keywords
intelligent mining
5G technology
Internet of everything
intelligent coal mine
artificial intelligence
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
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题名大采高智能化开采煤壁全过程精准控制技术研究
被引量：25
- 3
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作者
刘俊峰
唐恩贤
许永祥
张玉良
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机构
天地科技股份有限公司
煤炭科学研究总院
陕西陕煤黄陵矿业有限公司
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第10期131-135,共5页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804309)
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文摘
针对黄陵矿区及条件类似工作面大采高智能化开采煤壁控制现状,尤其是在片帮预警、智能控制等方面的难题,考虑智能化开采和综合机械化开采的工艺区别,从工作面设计、工作面设备参数确定、护帮参数优化、传感器方案、控制方案等5个方面,在预防、发展、防护3个阶段进行考虑和设计智能化开采煤壁控制方案。优化了液压支架护帮机构及护帮控制方式,设计了护帮板精准控制工艺,建立了基于片帮影响因素的工作面煤壁片帮预警模型,提出采用视频监控、太赫兹扫描和人员定位技术,结合工作面设备集中控制系统的工作面片帮防护体系,形成了大采高智能化开采煤壁全过程精准控制技术。将片帮控制技术纳入工作面智能化开采控制系统,有效解决了智能化开采煤壁控制难题,支架工由5人操作减少为无人操作,1人巡视,在黄陵矿区二号井顺利实施了大采高智能化开采,工作面年产量达到600万t。
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关键词
智能化开采
全过程精准控制
回采工艺
片帮预警模型
煤矿智能化
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Keywords
intelligent mining
full process precision control
mining technology
rib spalling forewarning model
intelligent mine
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
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题名大采高工作面智能化综采关键技术研究
被引量：38
- 4
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作者
范京道
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机构
陕西延长石油(集团)有限责任公司
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2018年第12期1-8,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2017YFC0804309)
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文摘
为了解决大采高综采工作面用人多、劳动强度大等问题,针对陕西陕煤黄陵矿业有限公司二号煤矿实际情况,分析了大采高工作面智能化综采存在的片帮精准控制难、底软拉架难及装备可靠性、感知精准度、协同性差等技术难题;选用可视化远程干预型技术路线来实现大采高综采工作面智能常态化开采;重点研究了高效采煤工艺、防片帮控制技术、底软智能控制技术和顶板破碎智能控制技术。通过采煤工艺革新,三角煤截割效率提高了30%;在煤壁发生片帮的不同阶段采用不同的控制手段,实现了护帮板精准控制;通过液压支架多次降架模拟人工操作的方式完成底板软弱条件下的智能化处理,解决了架前堆煤问题;通过液压支架超前拉架的方式完成工作面顶板破碎条件下的智能化处理,确保顶板破碎区域可以智能开采。二号煤矿实践表明,采用智能化综采技术后,实现了以工作面设备智能运行为主、现场干预控制为辅的智能化生产模式,以及井下7人作业、地面2人监控的"7+2"作业模式,达到了减员提效的目的。
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关键词
煤炭开采
大采高工作面
智能化开采
防片帮控制
护帮板精准控制
底软智能控制
顶板破碎智能控制
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Keywords
coal mining
working face with large mining height
intelligent mining
control of anti-rib spalling
precision control of guard plate
intelligent control of soft bottom
intelligent control of broken roof
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分类号
TD421.6
[矿业工程—矿山机电]
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题名不同煤层地质条件下智能化无人综采技术
被引量：93
- 5
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作者
范京道
徐建军
张玉良
张科学
李川
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机构
陕西煤业化工集团有限责任公司
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
华北科技学院安全工程学院
华北科技学院智能化无人开采研究所
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出处
《煤炭科学技术》
CAS
CSCD
北大核心
2019年第3期43-52,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51804160
51704159)
+3 种基金
中国博士后科学基金面上资助项目(2017M620955)
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804304)
深部岩土力学与地下工程国家重点实验室(北京)开放基金资助项目(SKLGDUEK1822)
煤矿安全高效开采省部共建教育部重点实验室开放基金资助项目(JYBSYS2017105)
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文摘
为进一步提升煤矿智能化开采技术装备水平,引领行业智能化开采技术科学发展,实现煤炭行业在新时代下的升级转型,结合陕煤集团黄陵矿业公司智能化无人开采成功实践经验,重点研究了复杂地质条件下薄煤层、中厚煤层和厚煤层智能化开采实践技术,得到了中厚及较薄煤层智能化无人综采的关键技术是液压支架全工作面跟机自动化与远程人工干预技术、采煤机全工作面记忆截割与远程人工干预技术、综采自动化集中控制技术、工作面视频监控技术、智能化集成供液控制技术和超前支护自动控制技术;厚煤层智能化无人综采的关键技术是大采高工作面防片帮智能控制技术、大采高工作面底软智能控制技术、大采高工作面高清晰视频监控技术和大采高工作面环境安全保障技术;得出了煤矿智能化无人开采支撑体系建设分为科技创新、信息化标准、安全保障技术、企业精细化管理和员工素质提升工程五大体系;提出了通过提高整体技术创新性与适应性和提高装备的可靠性与适应性方面的攻关研究,是不断推动煤炭智能化无人开采技术向智能开采高级阶段迈进的努力途径。最后,分析了目前国内外智能化无人开采技术应用现状及推广制约因素,并结合人工智能及新一代工业革命发展方向对煤炭智能开采技术进行了展望。
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关键词
智能化综采
远程人工干预技术
视频监控
智能控制
复杂地质条件
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Keywords
intelligent fully mechanized mining
remote manual intervention technology
video surveillancel
intenlligent control
complex geological condition
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
TD823.97
[矿业工程—煤矿开采]
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题名融合5G技术生态的智能煤矿总体架构及核心场景
被引量：69
- 6
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作者
范京道
李川
闫振国
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机构
陕西延长石油(集团)有限责任公司
西安科技大学安全科学与工程学院
陕西延长石油矿业有限责任公司
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期1949-1958,共10页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804309)
陕西省自然科学基础研究发展计划资助项目(2019JLZ-08,2019JLM-10)。
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文摘
5G技术的到来,强化和深度融合了物联网、大数据、人工智能等技术,已经形成了较为成熟的5G技术生态,有力推动了包括煤炭企业在内的各个行业的转型升级和智能化发展。通过分析移动通信技术与煤矿建设的关系,明确了5G技术在煤矿生产中所具有的重要作用,揭示了5G技术生态是智能煤矿建设的重要推动力;详析分析了当前制约煤矿智能化的井下高效通信、装备智能化、决策智能化等方面的主要问题,并且从5G技术生态的角度探讨了解决当前问题的技术手段;研究了智能煤矿的内涵,提出了智能煤矿的定义,明确了智能煤矿必须具备时空一体、万物互联、数据融合、全息感知、业务联动、智能决策六大特征;揭示了智能煤矿基础设施所需要的5G技术生态、混合云和GIM技术等3个技术要素,提出顶层设计中所涉及的云边端思维模式、微服务架构和基于一张图的智能态势分析与决策等3个设计理念,从而完成了对智能煤矿建设总体架构的构建。同时,对智能煤矿建设中包括智能探测、智能掘进、智能开采、智能通风、智能洗选和智能调度在内6个典型应用场景所需的研究重点和方向进行了阐述。最后,以延长石油矿业巴拉素煤矿为实例,在兼顾实际开采条件和发展愿景条件下实践了笔者提出的智能煤矿建设构想,力求为我国智能煤矿建设提供一种新探索。
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关键词
5G技术
智能煤矿
智能化开采
微服务
智慧矿山
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Keywords
5G technology
smart coal mines
intelligent mining
micro-services
smart mines
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分类号
TN929.5
[电子电信—通信与信息系统]
TD67
[矿业工程—矿山机电]
-
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题名基于Apriori算法的煤矿双重预防信息系统
被引量：8
- 7
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作者
黄玉鑫
闫振国
范京道
李川
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
陕西延长石油(集团)有限责任公司
教育部西部矿井开采及灾害防治重点实验室
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
陕西延长石油矿业有限责任公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第10期92-98,118,共8页
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基金
国家重点研发计划项目(2017YFC0804309)
陕西省自然科学基础研究计划项目(2019JLM-10)。
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文摘
现有煤矿信息系统功能较为单一,大多还停留在简单数理统计与信息上报功能阶段,且多数系统将风险管控与事故隐患排查分割成2个不同体系进行管理,未将二者进行整合,较难实现闭合式管理,导致管理过程中出现较多漏洞;同时,系统在煤矿日常安全生产过程中所采集的大量数据也未能得到有效利用,较难发现隐含在数据当中的深层规律及数据间的关联规则,导致数据的大量浪费。针对以上问题,设计了一种基于Apriori算法的煤矿双重预防信息系统,详细介绍了系统架构和系统功能的实现。该系统以Apriori算法与煤矿双重预防机制基本理论为基础,对事故隐患和风险管控进行整合,在实现二者闭合式管理的同时,利用Apriori算法对事故隐患数据进行深度分析,挖掘其潜在的关联规则,并通过对潜在的关联规则分析制定相关的日常防范措施,实现对事故风险源的辨识、管控和隐患排查治理。应用结果表明:该系统实现了对事故隐患和风险管控的全生命周期管理,通过深度分析得到了事故隐患的发生规律,实现了对煤矿事故的预防、预警、预控,提高了煤矿安全生产管理水平。
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关键词
煤矿事故隐患
双重预防
风险分级管控
事故隐患排查治理
APRIORI算法
关联规则
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Keywords
coal mine accident hidden danger
double prevention
risk grading management and control
troubleshooting and control of potential accidents
Apriori algorithm
association rules
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分类号
TD67
[矿业工程—矿山机电]
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题名基于通风等效面积的矿井通风难易程度分析方法
被引量：9
- 8
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作者
王延平
范京道
闫振国
李川
常心坦
李学文
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机构
西安科技大学安全科学与工程学院
陕西延长石油(集团)有限责任公司
国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心
陕西延长石油矿业有限责任公司
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出处
《工矿自动化》
北大核心
2020年第6期53-58,共6页
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基金
国家自然科学基金资助项目(51104116)。
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文摘
针对目前矿井通风难易程度评价中常用的等积孔不能有效反映通风难易程度细节、通风阻力测定不能很好地衡量复杂通风系统并联影响的问题,提出了一种基于通风等效面积的矿井通风难易程度精细化分析方法。该方法根据获取的巷道通风信息对通风系统进行网络解算,得到系统中各节点风压,并以各节点风压大小为依据对通风系统进行分段;每个分段中的巷道均为并联,按等积孔的特性,先计算各巷道的等积孔,综合获得各分段的等效面积,由此得到各节点对应的通风等效面积;为直观、清晰地表达通风系统各段的通风难易程度,用图形化的方式表示通风等效面积,包括风压-等效面积图、节点-等效面积图、风压-等效能耗图和节点-等效能耗图;根据通风等效面积图,对矿井通风难易程度进行通风“瓶颈”、阻力分布及通风能耗等精细化分析。实例验证结果表明,该方法能有效分辨出通风系统中的阻力较大区域、局部阻力位置及通风“瓶颈”位置,可服务于矿井通风的分析和优化。
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关键词
矿井通风
通风系统
通风难易程度精细化分析
等积孔
通风阻力测定
通风割集
通风等效面积
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Keywords
mine ventilation
ventilation system
refinement analysis for ventilation difficulty degree
equivalent orifice
ventilation resistance measurement
ventilation cut set
ventilation equivalent area
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分类号
TD722
[矿业工程—矿井通风与安全]
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