煤矿智能化综述及关键技术_中国煤炭行业知识服务平台

煤矿智能化综述及关键技术

2020年2月25日，国家发展改革委、国家能源局、应急管理部、国家煤矿安监局、工业和信息化部、财政部、科技部、教育部共同印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，文件的发布实施对于推进煤炭行业转型升级、促进煤炭工业高质量发展具有重要意义。

行业视野: 智能化
类别; 108个
关键词; 79位
专家; 25篇
论文; 35579IP
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智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向

作者(Author)：王国法, 杜毅博

摘要：指出发展智慧煤矿是我国煤炭工业发展的必由之路，我国煤炭以井工开采为主，在薄煤层、大采高、超大采高、特厚煤层综放智能化开采方面取得重要进展。提出智慧煤矿应基于一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成一个大数据应用中心、开发一个业务云服务平台，面向不同业务部门实现按需服务，构建八大智慧系统，并对智慧煤矿智能系统设计建设的基本结构和原则进行分析。提出了智慧煤矿当前五大重点研发方向：①精准地质信息系统及随掘随采探测技术与装备；②智慧煤矿物联网技术与装备；③巷道智能化快速掘进技术与装备；④智能化无人开采关键技术与装备；⑤煤矿机器人技术及产品研发，对各研发方向所涉及的关键核心技术问题进行了具体分析，并提出了研发的技术路线与关键装备。指出智慧煤矿与智能化开采是一个巨系统，应遵循系统工程理论和采矿规律，开发智慧煤矿巨系统综合管理开发式操作平台，智慧煤矿巨系统操作平台核心应包括：①基于Ethernet/IP的生产过程控制数据交换标准化；②基于Web Service的信息系统跨平台交互；③煤矿大数据采集分析处理平台；④开放式多系统管理软件及操作平台。并根据智慧煤矿巨系统业务逻辑，提出建设“1+8智能操作平台”，实现各生产环节多信息融合和智能化协同生产。最后提出了智慧煤矿建设的总目标和阶段性实现目标及发展路径。

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煤炭科学技术

2019年第01期

4762

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基于TOA压缩感知的矿井分布式目标定位方法

作者(Author)：刘真真, 田子建, 王文清, 徐志明, 刘婷, 黄蕾, 张向阳

摘要：基于目前矿井集中式目标定位系统存在可靠性较差的问题,分析构建分布式矿井目标定位系统的必要性以及优势,并提出分布式矿井目标定位系统的组成框架。为实现分布式矿井定位计算机低功耗、轻量化,提出基于指纹库压缩感知的矿井分布式目标定位方法,介绍基于指纹库压缩感知矿井分布式目标定位方法的离线和在线定位2个阶段的主要工作流程,进行了粗定位过程和精定位过程的算法设计,实现了仿真验证方案的设计和算法编程。研究结果表明:基于TOA压缩感知的矿井分布式目标定位方法在定位误差和实时性有较好的性能,其定位误差与网格划分的数量有关系,相同的巷道定位区域情况下网格数量越大,其定位误差越小。

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煤炭科学技术

2018年第09期

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煤矿井下人员精确定位方法

作者(Author)：孙哲星

摘要：分析总结了煤矿井下人员定位特点:覆盖范围远大于地面室内;定位信号应能非视距传输;电磁波衰减严重;无线传输衰减受巷道分支、弯曲、倾斜、断面面积和形状、围岩介质、巷道表面粗糙度、支护、纵向导体、横向导体、设备等影响大;必须电气防爆;环境恶劣,粉尘大、潮湿、淋水等。提出无线电传输适用于煤矿井下人员定位;超声波、激光、红外传输不适用于煤矿井下人员定位。提出RSSI基于信号强度测距定位方法、AOA基于角度测量的定位方法和不同类信号源TDOA基于时间差的测距定位方法不适用于煤矿井下人员精确定位;TOA基于传输时间的测距定位方法和TDOA基于时间差的测距定位方法适用于煤矿井下人员精确定位,TDOA基于时间差的测距定位方法较TOA基于传输时间的测距定位方法系统成本低。

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煤炭科学技术

2018年第03期

1435

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基于CS架构的煤矿井下图像处理算法研究

作者(Author)：赵小虎, 刘闪闪, 沈雪茹, 有鹏

摘要：针对煤矿井下无线传感网络因信息传输量大而导致传感节点能量消耗快、设备寿命缩减的问题,在分析煤矿井下图像特点和小波变换系数层特点的基础上,提出一种基于小波变换的压缩感知稀疏图像处理算法,即分块稀疏算法。采用bior4.4小波变换对煤矿井下图像信号进行分块稀疏变换,通过测量矩阵对稀疏化的图像数据进行测量,得到测量数据,再利用ROMP算法对稀疏变换的图像进行重构。仿真试验结果表明,与传统的压缩感知算法相比,该算法不仅能够以更低的采样率获得高质量的重构图像效果,压缩了图像大小,且能够快速地还原图像。

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煤炭科学技术

2018年第02期

260

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智慧矿山建设架构体系及其关键技术

作者(Author)：陈晓晶, 何敏

摘要：针对矿山信息化建设存在缺乏信息化标准、信息孤岛严重等问题,研究了智慧矿山建设的架构体系及其关键技术,提出了包括数据采集与执行层、传输层、存储层、智慧决策与控制层、展示层等5层架构体系,描述了该架构体系中各层应构建的相关系统或建设原则;探讨了智慧矿山建设涉及的空间信息技术、智慧采煤技术、真三维地质模型与集成应用技术、先进的矿用传感器技术、自动控制技术、矿山数据仓库技术、数据通信技术、组件式矿山软件、虚拟现实技术、云网融合技术、基于大数据的智能决策技术、人工智能技术等关键技术。

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煤炭科学技术

2018年第02期

667

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矿山工程信息物理系统研究及挑战

作者(Author)：孙彦景, 华钢, 窦林名, 李松, 巩思园, 卢楠楠

摘要：针对现有矿山工程信息系统缺乏安全生产相关运行模式的系统性设计,梳理分析了当前监测监控、工业总线、无线通信、生产控制和物联网等矿山信息技术领域存在的问题,从信息物理系统的角度,阐述了矿山工程信息物理系统(Mine Cyber-Physical Systems,MCPS)体系结构及主要问题;将矿山生产活动过程从单一设备、单一系统运行状态控制上升到全系统过程协同,提出多源信息感知、时空信息融合交互、异构网络统一传输、协同控制和工程标准化等MCPS技术挑战,构建“深度嵌入、泛在互联、智能感知和交互协同”的矿山工程信息物理系统。

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煤炭科学技术

2018年第02期

771

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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

作者(Author)：李梅, 孙振明, 吕平洋, 陈金川, 毛善君

摘要：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。

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煤炭科学技术

2018年第01期

324

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基于云平台的煤矿监测数据可视化计算系统设计与应用

作者(Author)：杨玉勤, 毛善君, 杨阳

摘要：针对煤矿监测大数据处理的重要性,基于云计算、大数据和智能决策等技术,设计了一个基于云平台的煤矿监测数据可视化计算系统,提出了基于云服务的基础设施层、模型服务层以及计算应用层3层架构,并详细阐述了云平台,海量数据存储,分布式数据处理模型库以及GIS可视化交互界面设计等关键技术。基于在线地图和实时数据,该系统能够使用户快速配置实时数据源和计算模型,克服了传统计算模式模型和参数配置相对固定、可视化操作简单的缺点,并且以服务的形式在云平台的基础上搭建了模型服务框架,通过模型服务管理模块,系统可进行模型的在线注册与修改,实现了模型库的动态扩展,解决了传统模型库类型固定,扩展性差的问题。

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煤炭科学技术

2017年第06期

298

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