《煤炭科学技术》热文精选 | 一键下载 | “煤矿智能化关键技术成果”

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《煤炭科学技术》热文精选 | 一键下载 | “煤矿智能化关键技术成果”

来源：煤炭科学技术

为赋能煤炭领域的科研工作者迅速把握研究前沿动态，《煤炭科学技术》编辑部从近3年来发表的百余篇“煤矿智能化关键技术”论文遴选出30篇具有前瞻性的论文，以飨读者。

行业视野: 煤炭科学技术
类别; 136个
关键词; 131位
专家; 30篇
论文; 16435IP
点击量; 30248次
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长壁综采工作面无人自主开采发展路径与挑战

作者(Author)：王世博, 葛世荣, 王世佳, 李争, 万志军

摘要：智能化无人开采是实现煤矿安全高效开采的技术途径。根据无人控制系统发展的一般规律，分析了综采工作面控制系统发展历程包括远程遥控、自动控制和自主控制3个阶段。综采工作面自主控制需要解决综采工作面环境实时感知、综采“三机”协同控制、高精度煤层地理信息系统、开采工艺智能决策与无人综采工作面评估试验方法5个方面的问题。总结了综采工作面控制系统的3个目标任务：可靠割煤与装煤、保持工作面几何关系、围岩可靠支护；凝练了综采工作面控制系统的8项关键技术：液压支架电液控制技术、综采装备协同控制技术、工作面通信技术、工作面可视化技术、采煤机定位技术、采煤机自动调高技术、工作面自动调直技术、工作面围岩支护控制技术，并分析了综采工作面控制系统关键技术与其目标任务之间的逻辑关系。通过分析综采工作面控制系统关键技术的功能需求和综采工作面自主控制的研究问题，提出了综采工作面由自动控制迈向自主控制首要解决的问题，即工作面煤层地理信息系统精细化、采煤机截割规划策略、工作面围岩智能支护策略以及综采工作面控制系统适用性评估检验方法。

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煤炭科学技术

2022年第02期

535

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透明工作面智能化开采大数据分析决策方法及系统研究

作者(Author)：张科学, 徐兰欣, 李旭, 毛明仓, 符大利, 张玉良, 亢磊, 王晓玲

摘要：为更好地实现工作面开采过程的智能分析与决策，构建了透明工作面模型，通过应用大数据融合技术、模型数字化技术、分析决策技术和机器学习技术，建立了一套可“预测、预判、预控”的透明工作面智能开采大数据分析决策平台。搭建了硬件环境和集群环境，规范了虚拟化集群的存储量指标，设计了大数据智能分析决策平台首页界面、地质数据界面、采煤机规划界面、电液控规划界面和采煤工艺界面，同时概述了数据融合技术、模型数字化技术、分析决策技术、机器学习技术和设备故障自诊断技术等智能开采大数据分析决策系统关键技术。智能开采大数据分析决策平台主要包括数据运营中心、数据融合系统、算法集群系统、决策交互系统、验证评价系统等内容，平台实现了对综采工作面不同设备的多种通信协议数据的统一、转换、关联、分类和存储，同时基于开采工艺、综采自动化控制技术、惯性导航技术和雷达测距技术来不断对透明地质模型修正更新，分析得出综采设备精准控制决策信息。通过工业性试验，对地质数据进行收集和分析，建立了透明工作面三级智能开采模型，构建了透明工作面智能开采大数据分析决策系统总体设计架构，实现了利用大数据分析决策技术对截割模型进行实时修正，实现了智能精准开采。

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煤炭科学技术

2022年第02期

521

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煤矿智能化最新技术进展与问题探讨

作者(Author)：王国法

摘要：煤炭是我国一次能源中最经济、可靠的资源，煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。随着国家发改委、能源局等八部委联合发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》，煤炭行业供给侧结构改革和高质量发展脚步逐步加快，人工智能、大数据、云计算、工业物联网等新一代信息技术与传统采矿专业深度融合，推动了整个煤炭行业科技发展与工程应用至新的阶段。全面阐述我国自2019年以来智能化煤矿建设最新情况，分析了成功的典型技术与应用案例；详细阐述了煤矿智能化建设顶层架构全方位推动、指引技术进步与实践，构建了煤矿智能化基础理论体系，提出了分类分级智能化煤矿建设路径，基于不同地质煤层条件开展智能化煤矿建设示范工程，并取得了较好的成效；在煤矿智能化基础理论架构方面，提出了智能化煤矿数字逻辑模型与数据推送策略，构建了煤矿巨系统智能化子系统多种类、复杂关联架构与协同机制，通过梳理现有生产系统和生产关系研发基于5G＋新一代智能化系统，形成了坚硬薄煤层大功率高效智能化开采成套技术与装备、“掘锚一体机＋锚运破＋大跨距转载”远程控制智能快速掘进系统成套技术与装备、智能通风系统、井下锂电池驱动人车无人驾驶系统及智能调度系统、固定岗位无人值守系统等；分析了我国煤矿智能化技术发展面临的瓶颈，提出了井下车辆和机器人电动化、井下无线发射功率、5G煤矿应用场景与生态、透明地质模型、智能巨系统兼容协同、连续自动掘进与掘支平行、采煤工作自动调高与调直、无人操作系统常态化运行可靠性、ABCD＋煤矿技术体系、柔性煤炭生产供给体系等十个煤矿智能化技术发展方向及建设路径。

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煤炭科学技术

2022年第01期

2426

7601
综采巡检机器人关键技术研究

作者(Author)：张守祥, 张学亮, 张磊, 杨士军, 刘帅, 南柄飞, 张代祥

摘要：智能化综采工作面安装了大量固定传感器,但依然存在监控盲区和监控滞后的问题。引入巡检机器人技术,对综采工作面的全覆盖和实时监控,是智能化开采的必要技术手段。从国家宏观政策和智能开采技术2个层面,分析了智能开采对综采巡检机器人的迫切需求,根据综采工作面巡检机器人的发展现状,总结了综采工作面应用机器人需要解决的柔性轨道、移动通信无缝漫游、远程控制和自主操作等技术难题。通过研究用于综采巡检机器人的跨式柔性轨道、行走控制、移动通信、移动精确定位、惯性导航、动态图像采集和控制采煤机调高等7项关键技术,提出了建立巡检机器人的感知理论技术装备体系、研究井下机器人动力供应技术、建立高性能的无缝漫游移动通信系统、开发超高清热成像和毫米波对综采生产时的三维实景呈现技术、研制集成视觉雷达和煤层探测的超前探测机载装置等5个重点研究方向。在薄煤层综采工作面进行了工业试验,研制的巡检机器人搭载三维激光雷达和惯性导航系统,沿采煤机电缆槽上铺设的轨道边行走边检测,达到了60 m/min的最大巡检速度,实现了双频WiFi零切换的无缝漫游高速通信,根据机载激光雷达扫描和惯性导航系统建立了综采工作面三维截割地质模型,进行了巡检模式下的智能割煤工艺试验,工作面直线度检测和找直偏差不超过150 mm,验证了巡检机器人能够为智能开采提供安全、高效的技术保障。

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煤炭科学技术

2022年第01期

605

2966
冲击地压矿井智能化防冲控采技术的思考

作者(Author)：祁和刚, 夏永学, 陆闯, 王凯, 张学亮, 余达桂

摘要：针对深部冲击地压矿井智能化工作面防冲开采面临的技术难题，围绕冲击地压煤层安全、高效、智能化开采的目标，将新一代信息技术运用到矿井生产活动和防冲管理中，首次提出了智能化防冲控采的技术思想，其科学内涵与技术途径为：首先，通过数据传输平台快速采集区域煤岩冲击危险信息及全工作面设备、工况环境、人员定位等实时信息，建立冲击地压与智能开采的多源信息数据库；其次，采用具有高吞吐量、低延时特性的分布式数据采集系统，实现对多源异构数据的清洗、存储、聚类、融合，将冲击地压监测预警的危险信息与智能化开采进行动态耦合，搭建冲击地压智能防冲大数据平台；最后，在冲击地压多源信息精准识别与数据融合的基础上，开发互联互通、分析决策、动态预测、协同控制的智能开采响应控制系统，在此基础上建立采煤机自调整、支架自适应、防冲风险自感知与自预警相叠加的智能化防冲控采模型，使开采强度与冲击风险相匹配，最终形成无人干预的自决策、自控制、自优化的防冲、减冲、无冲的智能防冲控采新模式。该技术通过将冲击危险预测、防治与智能化开采系统有机结合，形成智能响应闭环，可以保障冲击地压预警信息的高效反馈，实现采掘、运输、安全保障等过程的智能化运行。

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煤炭科学技术

2022年第01期

664

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再论智能煤矿建设路线：人工智能3.0视角

作者(Author)：胡青松, 钱建生, 李世银, 孙彦景

摘要：合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障。指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征，只有实现了人工智能基本要素，才能让传统煤矿企业发展出“智能”；只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能，才能称为煤矿智能化。提出一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路，它包括煤矿应用、计算能力、知识库、算法库和数据设施5大部分，简称ACKADa（Application, Computing, Knowledge, Alogorithm, Data）。应用平台包括一个大平台、若干小平台和N个子系统，数据设施包括感知网络、骨干网络、自动化改造与综合接入、大数据中心，计算能力包括边缘计算、云计算和部分大数据中心设施，算法库包括智能设备健康算法、智能采掘算法、智能定位导航算法、智能视频分析算法等，知识库包括周知型知识库和习得型知识库。相比其他建设方法，ACKADa思路的建设内容更加完整合理，且具有理论上更易理解、实践中更易使用的优势，并能将综合自动化、矿山物联网、大数据、云计算、边缘计算等技术统一在一个井然有序的逻辑体系。

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煤炭科学技术

2022年第01期

394

808