《矿业安全与环保》煤矿安全智能防控关键技术与应用 | 虚拟专辑

来源：矿业安全与环保

煤矿智能化建设过程中，广泛开发应用机械化换人、自动化减人、智能化少(无)人等相关技术与装备，是煤炭安全高效开采的重要技术支撑。将人工智能、物联网、云计算、大数据、机器人等技术与现代煤炭开发利用工艺深度融合，形成全面感知—实时互联—分析决策—自主学习—动态预测—协同控制的智能系统，实现煤矿生产经营全过程的智能化管控，能够促进煤矿安全生产技术与管理水平的提升。《矿业安全与环保》编辑部从近几年出版的论文中甄选出24篇相关论文，其研究内容包括：发展综述、智能安全防控关键技术、煤矿灾害智能防控等，供大家参考、阅读。

行业视野: 安全
类别; 123个
关键词; 77位
专家; 24篇
论文; 5618IP
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煤矿智能安控技术体系与高质量发展对策

作者(Author)：王国法, 巩师鑫, 申凯

摘要：概述了我国煤炭生产安全保障技术发展成效,总结了目前煤矿生产安全及灾害防治面临的挑战,对煤矿灾害智能化防治发展需求进行了分析。详细介绍了AI视频监测、智能高精度传感及瓦斯、顶板、水灾智能防治等支撑灾害超前治理和源头管控的煤矿智能安控关键技术。阐述了基于现代能源与矿业治理体系的煤炭产业治理与安全保障体系标准建设思路与规划,并进一步提出终端类、平台应用类、信息传输类和公共类四大类建设内容。分别从建设理念、数字化生态、技术装备、产业链及生态环保等方面剖析了煤矿智能化发展过程中存在的问题并提出对策,助力煤矿智能化建设实现高质量发展。

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矿业安全与环保

2023年第05期

154

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基于煤矿时空多源信息感知的智能安控闭环体系

作者(Author)：王国法, 庞义辉, 李爽, 申凯

摘要：总结了我国煤矿综合机械化发展40 多年来安全技术取得的巨大进步和成效,分析了当前煤矿安全面临的挑战。将新一代信息技术与煤矿安全技术深度融合,提出了煤矿矿井时空信息感知和智能闭环安控系统逻辑与总体技术架构。分析了传统接触式传感与非接触式传感技术的优缺点及其在煤矿安全监测系统中的应用,剖析了新型智能传感技术特点及发展方向,提出了基于多种传感技术融合的矿井时空多源信息感知及协同控制技术路径。通过瓦斯、火灾、水灾、冲击地压等灾害全时空信息反馈技术创新,开发基于信息反馈的多种灾害综合闭环管控技术,实现煤矿总体安全态势的超前预测及分区、分级超前预警。系统阐述了智能化双重预防体系架构及其特点,分析了智能化双重预防体系的风险隐患控制逻辑与关键技术。思考能源革命中煤矿安全观的变革,提出了煤矿全方位安全观、煤矿智能化对煤矿安全的革命性影响和摒弃“百万吨死亡率”指标。

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矿业安全与环保

2022年第04期

399

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煤矿井下自动化钻进技术及装备的发展历程与展望

作者(Author)：王清峰, 陈航, 周涛

摘要：结合钻探技术及装备在煤矿灾害治理中的重要地位和煤矿智能化建设的新需求,梳理了我国煤矿井下自动化钻进技术及装备的发展历程。阐述了井下远程电控式手动操作、地面远程电控式手动操作、地面远程自动控制、全自动钻进结合单臂钻杆自动装卸系统、全自动钻进结合双臂钻杆自动装卸系统等各发展阶段的主要成果与技术突破;指出了现有自动钻机在工况感知、数据综合分析、钻进轨迹控制、集群协同施工,以及配套装置自动化等方面存在的不足;提出了钻进状态及工况智能感知技术、工况参数与环境参数融合利用技术、钻孔轨迹自动测量与控制技术等需要攻克的新难题及初步研究思路,为煤矿钻进技术及装备由自动化向智能化发展提供参考。

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矿业安全与环保

2022年第04期

257

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煤矿安全监控系统技术现状及智能化发展趋势

作者(Author)：刘媛媛

摘要：智能化矿山的建设对监测监控系统的功能性、稳定性要求日益提高，把握未来技术发展的核心需求具有重要意义。通过分析“十三五”期间煤矿安全监控系统升级改造在传感层、传输层和应用层取得的具体技术成果，基于最新的《煤矿安全监控系统通用技术要求》，探讨了监控系统下一步智能化发展方向：传感器智能化、全覆盖，支持多网、多系统融合，系统增加自诊断、自评估功能，加强数据应用分析等。提出通过对新型传感技术、传感器智能化、分布式供电及共缆透传技术、一体化采集平台、监测数据深度挖掘与分析利用、生产协同管控等技术研究，引领煤矿安全监测监控系统的智能化技术。

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矿业安全与环保

2021年第04期

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煤矿5G智能化应用实践关键技术研究

作者(Author)：王海钢

摘要：基于山西新元煤矿5G技术智能化应用背景,通过剖析当前煤矿智能化对于4G与WiFi通信技术各项性能的发展需求,提出了煤矿5G智能化应用场景及设计内容;从智能化建设顶层设计体系出发,搭建矿用5G网络、部署组织架构,研究提出适用于井下精准协调控制、综采工作面设备智能监测与集中控制、系统运行状态回传和井下透明可视化巡检的技术方案,以实现井上井下协同作业、综采工作面智能化和机器人智能巡检。研究成果在新元煤矿31004和3411工作面进行应用,应用结果表明,技术方案的实施显著提高了煤矿经济效益,有助于推动实现煤矿井下少(无)人化作业。

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矿业安全与环保

2023年第05期

140

1071
基于UWB技术的健康定位手表设计与实现

作者(Author)：樊荣, 郭江涛, 王飞

摘要：针对现有定位终端大多只具有精确定位、撤离报警、紧急求救等功能,而不能实现生命体征监测功能的问题,设计了一种基于UWB技术、具备健康监测功能的定位手表。该手表采用TOF定位算法实现矿井巷道精确定位,将井下人员精确定位数据和生命体征健康数据传输至服务器,实现对人员位置信息和健康数据的实时监测。健康定位手表的关键技术主要有:矿井巷道线型TOF定位算法,心率、血氧和体温等生命体征监测技术,三轴传感器检测运动状态及低功耗休眠机制。测试结果表明:该手表定位精度小于等于±0.30m、定位距离可达400m,对心率、血氧和体温等生命体征的监测功能正常,平均工作电流小于2mA,最小休眠电流小于500μA,满足了定位终端智能化、多样化需求。

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矿业安全与环保

2023年第05期

163

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钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理研究

作者(Author)：王清峰, 陈航, 陈玉涛

摘要：为提高瓦斯抽采孔钻进过程中控制参数调节的智能化程度，揭示了钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理，开发了钻进参数自适应控制技术。以最高钻进效率为控制目标，选择卡钻概率、排渣顺畅性和锚固稳定性为边界条件，并据此划分了钻进状态种类。通过分析边界条件对钻进过程的影响，建立了各边界条件的数学模型，构建了钻孔机器人钻进工况智能感知与自适应控制机理数学模型体系。根据钻进工况智能感知与自适应控制机理，开发了基于差分进化算法的自适应控制技术，实现了钻孔机器人控制向量的自动优化。地面钻进试验表明，钻进工况智能感知与自适应控制技术能控制钻孔机器人在钻进岩层突变时较快地实现对控制参数的自动调节，使钻孔机器人保持高效、稳定的钻进状态。

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矿业安全与环保

2021年第03期

415

188
基于自注意力机制的矿井次光照图像语义分割研究

作者(Author)：杨克虎, 龙启航, 汪嘉文, 彭宝山, 金波, 杨学孟

摘要：引入图像语义分割技术,对矿井次光照环境中的目标物进行分割,将图像分成原始清晰图像和次光照图像两类,采用基于深度学习的图像增强方法对次光照条件下拍摄的图像增强细节后替换,再利用单应变换算法对数据集进行扩充,进而构建矿井巷道图像语义分割标准数据集。提出一种基于自注意力机制的轻量级编码—解码结构网络:以DeepLabV3+编码—解码网络为基础网络,在编码结构中,提取矿井图像深、浅层语义特征信息,将深层语义特征信息经由轻量级自注意力机制模块进行特征激活,而浅层语义特征信息直接送入解码器中,在解码结构中拼接深、浅层语义特征信息,恢复原始图像尺寸,输出分割结果。与传统算法就图像预测进行对比实验,结果表明:在网络复杂度方面,对于3通道512×512像素大小的图像,算法的网络理论计算量FLOPs仅48.80G,参数量仅11.90M;在网络分割精度方面,平均交并比76.50%,平均像素精度87.75%,领先其他主流网络;在速度方面,推理一张图像的速度能达到0.032s,可满足轻量级网络的要求。

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矿业安全与环保

2023年第05期

139

70