《CCAJ煤炭周报》总第178期（20240804—0810）

热点聚焦

Focus

人民日报、新华网等媒体广泛报道了中国煤科机器人公司的河套具身智能中试平台。该平台为行业首个多功能中试平台,于6月在深圳启用,具备多场景实验测试能力,已孵化20余款煤矿机器人,并服务铝镁、钢铁等行业,提升产品可靠性超15%。

近日,中国煤科沈阳研究院完成的“瓦斯积聚遥感与火情高危AI图像感知预警系统”“基于高低频融合的井下位置服务及人员安全保障成套装备研究及应用”2项科技成果通过中国安全生产协会鉴定,均达到国际先进水平。

8月16日,未来科学大奖获奖人名单揭晓。邓宏魁获得2024未来科学大奖生命科学奖;张涛、李亚栋获得2024未来科学大奖物质科学奖;孙斌勇获得2024未来科学大奖数学与计算机科学奖。

日前,英国能源研究院The Energy Institute (EI)及其合作伙伴毕马威和科尔尼发布了第73个《世界能源统计年鉴》(以下简称《年鉴》),提供了2023年完整的全球能源数据。《年鉴》指出,2023年是全球一次能源消费和排放量创下历史新高的一年,也是可再生能源发电量创纪录的一年。

基础探索

Basic Research

MCIW-2深度学习模型专为隧道钻爆法施工设计,解决了光线差、炮孔小、裂隙多导致的错检漏检问题,及车载算力限制。该模型通过自适应锚框聚类、WIoU损失函数优化边框回归,结合MobileNetv3-Small与CBAM构建轻量化主干网络,实现了高精度炮孔检测和实时部署。实验显示,MCIW-2模型识别精确率达96.18%,检测速度59 fps,模型文件仅2.80 Mb,比YOLO系列模型轻75.86%,适用于智能装药工程,展现了优越的综合性能。

相关研究成果以《基于深度学习的轻量化炮孔智能检测方法》为题发表于《煤炭学报》2024年第5期。

针对煤矿井下无轨胶轮车弯道事故,提出综合多因素的风险预警体系,利用UWB定位数据及五级计分法,建立分级预警机制。构建的SSA-BP神经网络模型,经仿真验证,在弯道事故预警中表现出高准确性与稳定性,有助于提升井下交通安全。

相关研究成果以《煤矿井下无轨胶轮车弯道事故风险综合预警研究》为题发表于《矿业安全与环保》2024年第3期。

西北农林科技大学水土保持科学与工程学院(水土保持研究所)岳超研究员团队在全球不透水面扩张导致碳排放研究方面取得新进展,相关研究成果近日发表于《自然-通讯》上。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-024-50840-w  

目前,煤矿使用的工程专题地图基本都是CAD制图,高效提取CAD图件中的数据并快速组织成地理信息系统(GIS)服务,进而支持矿井空间对象创建和业务属性扩展,集成安全生产实时数据,是构建煤矿GIS一张图的关键。基于ArcGIS平台将CAD图件转为GIS服务的方法实现过程较为繁琐,且ArcGIS平台成本较高,无法较好地跨平台运行。针对该问题,设计了一种煤矿GIS一张图快速构建平台。

相关研究成果以《煤矿GIS一张图快速构建平台研究》为题发表于《工矿自动化》2024年第7期。

哈尔滨工业大学能源科学与工程学院王辉教授课题组,通过引入氧化石墨烯(GO),成功提升了粉煤灰基硅酸锰/氧化锰复合材料的电化学性能。该研究利用静电组装法制备了GO与粉煤灰基复合材料,优化了GO的添加量,显著提高了材料的电荷传输速率和比电容。在0.5 A/g的电流密度下,优化后的复合材料FA@MS/MO/GO-2的比电容高达737.4 F/g,远超未复合GO的FA@MS/MO(293.4 F/g)。此外,该材料在非对称超级电容器中展现了出色的能量密度和循环稳定性,为高性能储能材料的开发提供了新思路。

相关研究成果以《氧化石墨烯增强粉煤灰基复合材料电化学性能》为题发表于《洁净煤技术》2024年第6期。

锂离子电池因高能量密度和长寿命广泛用于电子设备与电动汽车,但报废后若处理不当,将引发资源浪费和环境污染。传统闭环回收方法如直接再生、火法及湿法回收,旨在回收有价金属再用于电池工业。同时,非闭环高值化研究也兴起,探索将废旧正极材料转化为其他储能或环境功能材料。然而,研究分散且缺乏系统性评价。本文综述了磷酸铁锂与三元正极材料的闭环回收现状,及其非闭环转化为新材料的潜力,并比较了两种回收模式的工艺与产品性能。最后,概述了挑战与发展趋势,为废旧锂离子电池正极材料的合理处置提供参考。

相关研究成果以《废旧锂离子电池正极材料有价金属的回收及高值化利用研究进展》为题发表于《能源环境保护》2024年网络首发。

研究表明,新质生产力显著推动煤炭企业高质量发展。政府补助对此有负向调节,而企业内部控制质量则正向调节。在地区和企业规模上,新质生产力对东部和中等规模企业作用更显著。该研究为煤炭企业高质量发展提供了宝贵启示。

相关研究成果以《新质生产力赋能煤炭企业高质量发展研究》为题发表于《煤炭经济研究》2024年第6期。

技术刷新

Technology Refresh

施普林格·自然旗下专业学术期刊《自然—催化》最新发表一篇化学论文称,研究人员研发出一种电化学方法的装置,能将含硝酸盐的废水转化成氨和净化水。
该论文介绍,氨是世界上产量最大的化合物之一,化肥等物质的全球需求量达到每年1.8亿吨。由于生产过程中使用的高温高压以及大量使用氢作为原料,氨的生产每年贡献全球1.4%的二氧化碳排放,消耗2%的全球能源。同时,农业和工业生产过程中的硝酸盐流失可能会污染水资源。

美国Mobile Nuclear Energy(MNE)与Peregrine Turbine Technologies(PTT)合作,结合MN-1移动式微堆与PTT的超临界二氧化碳能量转换技术,旨在开发可移动、安全、可持续且经济的核能微堆。MN-1专为可移动性设计,紧凑、高效,适合军队和政府机构的灵活供电需求,支持空中、陆地或海上运输,并能在运输中供电,适用于推进系统、武器等大功率移动设备。

该成果报道了一种基于非均匀形核液相体系的催化剂制备工艺,即向溶液中人为引入不溶纳米颗粒,通过模拟自然界中的相转变过程,在常温、常压下实现OER催化剂的高效、温和制备。

相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41929-024-01209-1

将基于深度卷积神经网络(CNN)的目标检测方法部署在矿端边缘计算设备上并开展实时检测任务是一个具有挑战性的工作。提出了一种面向煤矿安全监测边缘端的基于间接和直接重要性评价空间融合(IDESF)的YOLOv5s剪枝方法,实现对YOLOv5s网络的轻量化。

相关研究成果以《面向煤矿安全监测边缘计算的YOLOv5s剪枝方法》为题发表于《工矿自动化》2024年第7期。

针对急倾斜巨厚煤层掘进巷道的冲击地压预警难题,以新疆乌东煤矿为例,研究了物理指标的演化规律,并应用BP神经网络、随机森林、SVM、GBDT等机器学习算法建立预测模型。验证显示,BP神经网络精度最高,较其他模型显著优化。各物理指标敏感性排序为A(b)值、b值、矿震活动度S值等。应用R值评分法验证模型,准确率达90.65%,成功预测两次大能量事件。该方法适用于急倾斜煤层掘进巷道的冲击预警,模型具有较好预测潜力,为类似条件下煤层冲击危险提供参考。

相关研究成果以《基于机器学习的急倾斜巨厚煤层掘进巷道冲击地压预测方法》为题发表于《采矿与岩层控制工程学报》2024年第3期。

为实现煤矿井下定向钻进数据与地面电脑的互联,笔者提出三种方案:无专用服务器、专用服务器、“云-边-端”实时互联,分别对应智能化初级、中级、高级阶段及低、中、高建设成本与技术要求。首方案采用Socket通信,已在南岭煤矿应用,实现数据自动化即时传输,简化流程,荣获“中国计协煤炭专业2023年度技术创新一等奖”。

相关研究成果以《煤矿定向钻进数据互联方案的研究与应用》为题发表于《智能矿山》2024年第7期 专题报道:智能钻探技术与应用。

企业新闻

News

近日，从济宁能源集团传来喜讯，中国煤科太原研究院以重型掘锚一体机为龙头的快速掘进系统在半煤岩巷道创造了月进尺916m的纪录，掘进效率达到原来的2倍以上。此次“煤海蛟龙”应用巷道掘进高度3.3米，其岩石厚度1.4-1.6米，岩石普氏硬度系数f7以上，是“煤海蛟龙”在如此硬度和厚度工况下的首次应用。

近日,天津市科学技术局公布了2024年度第三批瞪羚企业名单,中国煤科科工生态凭借卓越的技术创新能力、高速成长的发展态势以及显著的行业影响力,成功入选瞪羚企业榜单。这一荣誉不仅是对科工生态在科技创新和商业模式创新方面取得成绩的肯定,也标志着公司在行业内的领先地位进一步巩固。

立秋已过,暑热未消。顶着炎炎烈日,在国能准能集团黑岱沟、哈尔乌素2个露天煤矿生产区域内,800多台套设备、1000多名工人忙碌不停,保障着每天17万吨商品煤的稳定供应。作为我国煤炭能源保供的绝对主力,准能集团2个3000万吨级露天煤矿的高效运行,依托的是全产业链一体化数据联动分析管理。

针对矿山应急救援难以模拟真实事故场景、成本高、风险大等传统培训方式中的局限,中国煤科重庆研究院通过引入虚拟现实(VR)技术,成功研发出一套矿山救援VR演练与评价系统,为提升矿山应急救援能力和保障矿工生命安全提供了强有力的科技支撑。

近日,中国煤科天玛智控顺利通过北京市经济和信息化局“绿色工厂”评审,获评2024年度四星级“绿色工厂”荣誉称号。“绿色工厂”是贯彻落实党中央、国务院关于碳达峰碳中和决策部署,加快推进工业绿色低碳转型,持续完善绿色制造和服务体系,推进工业绿色发展,助力工业领域碳达峰碳中和,遴选出的各行业实现绿色高质量发展的典型企业。

近日,由中国煤科煤科洁能牵头承担的国家重点研发计划“固废资源化”专项“煤化工固废源头减量及清洁高质利用新技术研究”项目顺利通过国家科技部21世纪议程管理中心组织的综合绩效评价。该项目的多项技术成果将为煤基固废处置和资源化利用及煤化工行业绿色低碳创新发展提供强有力的技术支撑。

近日，由中国煤科西安研究院透明地质公司自主研发的“涅石”透明地质专家（TIM-PRO）成功申报陕西省省级工业互联网平台，并登入“陕西省中小企业上云上平台服务平台目录”。根据相关政策，凡购买“目录”内平台服务的中小企业可按照陕西省工业和信息化厅、陕西省财政厅印发的《2024年度陕西省省级中小企业和民营经济发展专项资金项目申报指南》进行奖补申报。

政策管理

Policy&Management

为进一步完善激励与约束并重的政策体系,建设多元化投入机制,促进矿山生态修复规范有序开展,自然资源部办公厅印发《关于严守土石料利用政策底线 进一步完善矿山生态修复激励措施的通知》(以下简称《通知》)。近日,自然资源部国土空间生态修复司副司长卢丽华就《通知》有关内容进行了解读。

煤炭是我国的主体能源,在能源保供中发挥着“压舱石”和“稳定器”作用,人才是保障煤炭稳定生产的重要要素支撑。国家高度重视传统产业转型升级,大力支持企业加快推进煤矿智能化建设,优化劳动人员结构,改善煤矿一线人员劳动生产条件,促进煤矿减人增安提效,推动行业高质量发展。

为加快推进碳达峰碳中和标准计量工作,有效支撑我国碳排放双控和碳定价政策体系建设,国家发展改革委、市场监管总局、生态环境部近日联合印发《关于进一步强化碳达峰碳中和标准计量体系建设行动方案(2024—2025年)》(以下简称《方案》)。

观点智库

Think Tank

深入研究煤炭企业绿色转型绩效及其影响因素,有助于揭示绿色转型的内在规律和机制,为政府制定更加有效的政策措施提供科学依据,同时也有助于企业明确转型方向,提升转型效果。本文通过量化评估煤炭企业绿色转型的成效并深入分析影响绿色转型绩效的关键因素,以期为绿色转型的理论研究提供实证支持,揭示绿色转型的内在机制和规律,帮助企业明确转型方向和目标、提升转型效果。

论文以《煤炭企业绿色转型绩效评价及影响因素研究——来自煤炭上市公司数据的证据》为题发表于《煤炭经济研究》2024年第5期。

据中国煤炭工业协会副会长、中国煤炭学会理事长刘峰介绍,能源安全新战略提出10年来,煤炭行业充填开采、保水开采、煤气共采、煤水共采、边采边复垦等绿色开采技术应用范围不断拓展,绿色矿山建设持续推进,矿井水综合利用率、煤矸石综合利用处置率、土地复垦率大幅度提升。与此同时,煤炭清洁高效利用内涵不断深化、外延不断拓展,对煤炭行业高质量发展提出更高要求。

党的十八大以来,习近平总书记提出“四个革命、一个合作”能源安全新战略,引领我国能源发展。党的二十届三中全会强调建设新型能源体系。国家能源局党组以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,深入贯彻会议精神,加强党的领导,践行能源安全新战略,推动新能源高质量发展,助力中国式现代化与全球清洁美丽建设。

黄河上中游煤炭开采与水土保持矛盾突出,需解决三大问题:区域特性认知不足、土壤侵蚀因子了解不全、采动损害类型侵蚀效应研究缺失。煤炭基地面临能源安全与水土流失防治双重压力,自然侵蚀基础加剧了解决难度。未来研究应聚焦于土壤侵蚀时空演化规律、不同类型侵蚀效应及“地下联合地表”的全生命周期防控技术,为生态保护与高质量发展提供参考。

论文以《黄河上中游采煤沉陷区水土流失效应的探索与思考》为题发表于《绿色矿山》2024年第2期。

我国煤矿“三废”污染严重,处理上虽有研究实践,但存标准不全、规模小、技术欠缺等问题。为解决低成本地质封存与生态协同难题,扩展了地质封存内涵,分析了研究现状,指出标准缺失是主要障碍。研究显示,国内重视增加,但大规模封存、全周期循环系统、CCUS与生态协同研究不足,限制应用。建议加强技术研发、完善标准、强化监管,推动煤矿绿色可持续发展,助力“双碳”目标实现。

论文以《我国煤矿固、液、气“三废”地质封存研究现状与生态 环境协同发展的关系》为题发表于《煤炭学报》2024年第6期。

采煤机正迈向智能机器人化初级阶段,国内外多项科研如ROLF、MINOS、NASA合作、ACARP、CSIRO项目及NEMAEQ等推动了其智能化发展。趋势是利用监测传感与远程控制技术提升效率与可靠性,向信息化、一体化、无人化、智能化迈进。关键技术包括智能感知、智能控制和智能通信,特别是煤岩识别截割、滚筒调速、精确定位及基于三维地质模型的规划开采技术需突破。同时,采煤机的降尘降噪技术也需关注,以保障人机关系和谐。

论文以《采煤机智能化发展现状及关键技术展望》为题发表于《工矿自动化》2024年第7期。

期刊专区

Journal

近日,煤科总院出版传媒集团《智能矿山》编辑部走进中国煤科重庆研究院有限公司钻探分院煤矿井下智能钻探技术创新团队开展业务座谈交流。

学术会议

Conference

为更好地服务,碳中和相关学科和产业发展,推动碳中和领域的,学术交流和新成果推广,中国煤炭学会,碳中和科学与工程专业委员会,拟定于2024年11月1~3日,在河南焦作召开,第三届碳中和科学与工程学术论坛。

为推动人工智能、机器人技术在智慧矿山领域的进一步应用,促进相关领域学术交流与合作,加强产业链与创新链融合,持续推进智慧矿山建设,中国自动化学会智慧矿山专业委员会拟于2024年8月27-29日,在深圳召开中国自动化学会智慧矿山专业委员会2024年年度会议暨“人工智能+矿山”学术论坛,诚邀专委会委员、会员及相关单位领导、专家拔冗参会!