2023封面文章（《智能矿山》）_中国煤炭行业知识服务平台

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2023封面文章（《智能矿山》）

来源：智能矿山

《智能矿山》杂志坚持“导向科学实用”的原则，宣传国家智能矿山建设的方针政策，报道智能矿山最新科研成果，交流智能矿山建设经验，推广智能矿山先进技术与装备，培养智能矿山科技人才。主要刊载矿山智能化相关方针政策、技术与装备、建设与管理经验等。

杂志官网：http://chinamai.org.cn/

行业视野: 封面文章
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煤科云智能一体化管控平台在天地王坡煤矿的设计与应用

作者(Author)：王磊, 苌延辉, 苏上海, 张晓霞, 杨培培, 徐华龙

摘要：山西天地王坡煤业有限公司(简称天地王坡煤矿) 是一座高产高效的现代化煤矿。近年来,天地王坡煤矿各个生产环节的自动化、信息化和智能化系统产生了海量的工业数据,已经形成了覆盖煤矿全流程、全要素的工业大数据。然而,在数据利用、数据分析与建模、智能联动等方面,仍存在以下问题:(1) 多源异构数据深度融合不足。煤矿生产、安全和经营管理数据格式多样,涵盖结构化数据、非结构化数据和半结构化数据,类型包括时序型、关系型、对象型、时空型等,难以融合和使用。(2) 数据没有统一存储和标准化。目前,数据多分散在不同系统中存储,且没有统一的规范,难以进行标准化的处理。(3) 综合决策分析欠缺、缺少跨系统联动等问题。数据收集后,没有进行综合的决策分析,数据潜在的价值得不到充分挖掘,联动也仅限于系统内部。针对天地王坡煤矿存在的上述问题,笔者团队对天地王坡煤矿的异构数据、系统和业务进行解耦和重构,设计以煤炭科学研究总院有限公司(简称煤科总院) 自主研发的煤科云工业互联网(简称煤科云) 技术架构体系为基础的智能一体化管控平台,形成煤矿人员、矿用设备、环境、管理(简称人−机−环−管) 全要素和全流程数据采集、存储、处理、汇聚、分析、决策、执行、可视化的智能化煤矿闭环管理解决方案,实现煤流、物流、风流、水流全要素打通,推动煤矿生产工艺从事件驱动向数据驱动转变,从单机自动化向系统自动化转变,从低效资源配置向高效资源配置转变,从自动化向智能化转变,使天地王坡煤矿形成少人、安全、高效的良好态势,实现“机械化换人、自动化减人、信息化管人、智能化无人”的资源开采与矿山治理理念,提高矿山安全生产管理水平。智能一体化管控平台自2021 年在天地王坡煤矿投入使用后,解决了该煤矿业务子系统数据分散、各自独立的问题。2023 年4 月16 日,天地王坡煤矿及配套选煤厂通过国家首批智能化示范煤矿建设验收,达到了中级智能化建设水平。

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智能矿山

2023年第12期

990

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无人化智能采煤的思索者、破冰者、践行者——记中国煤科天玛智控副总经理黄曾华

摘要：煤炭开采行业历来被视为高危行业,煤矿井下不仅黑暗潮湿,还存在水、火、瓦斯、煤尘、顶板等灾害,威胁着煤矿工人的生命安全。21 世纪以来,尽管我国煤矿事故逐年下降,但让煤矿工人从这种恶劣的工作环境中解放出来,实现无人化开采,是治本之策。2020 年2 月25 日,国家发展改革委、国家能源局等八部委印发《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,指出:煤矿智能化是煤炭工业发展的必由之路,是实现新时期、新煤炭、新格局高质量发展目标的核心技术支撑。智能开采是煤矿安全高效生产的重要手段,已成为我国煤炭开采技术的发展方向,采煤工作面无人化势在必行。2002 年,黄曾华毕业于北方工业大学计算机科学与技术专业。当时,计算机专业还非常热门,不愁找不到工作,短短一周的面试他同时获得了3 家公司的录用函,分别是民营企业(华为北京研究院)、日资企业和科研转制单位(北京天玛智控科技股份有限公司,当时属于煤炭科学研究总院),3 家公司给出的薪资按顺序倍数递减。是机缘巧合,更是使命使然,黄曾华选择了北京天玛智控科技股份有限公司(简称天玛智控),成为了一个真正的煤炭人、天玛人,从此与采煤结下了不解之缘。黄曾华出生于南方的农村,从小养成了吃苦耐劳的习惯,但当他满怀激情投入工作岗位开始工作时,严峻的现实让他不得不面对陌生的环境和领域:第一次紧张地坐罐笼感受飞速下坠,第一次笨手笨脚坐上猴车,第一次感受小火车的叮叮咣咣,第一次爬几百米长的陡坡气喘吁吁,第一次体验工作面水没过胶鞋,还有许多的第一次,这是成千上万矿工的日常,而这时8 h 的工作还未真正开始。自认为是“白领”身份的黄曾华经历了第一次下井,便给自己贴上了“黑领”的标签。这些“第一次”激励着黄曾华,他主动请缨奔赴现场,深入一线。连续出差5 个月,创下公司单次出差的时长纪录,与煤矿工人同吃同住,一起下井。整整5 个月,他硬是咬着牙坚持了下来,虽然煤矿的条件艰苦,但并没有吓倒他,反而激发了他的斗志,纯朴的煤矿工人感染了他,一线矿工的艰辛感动了他。从此,黄曾华决定扎根煤炭行业,下定决心要用自己的智慧为矿工减轻劳动强度,提升矿工安全系数,踏上了无人化智能开采的道路,这一干就是21年。“把人民群众生命安全和身体健康放在第一位!”黄曾华对此有着深刻的理解,成为他工作实践中的指南。如何通过“无人化采煤”解放一线采煤工人,让他们远离危险、恶劣的工作环境,让采煤成为一项安全、受人尊敬的体面工作是这一代煤炭科技人的初心和使命,21 年前就在黄曾华的心中点燃了青春之火。

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智能矿山

2023年第10期

492

372
煤矿机器人技术装备及产业发展应用实践与思考

作者(Author)：王雷

摘要：煤矿智能化是煤矿物理世界向信息世界的映射,而机器人是打通物理世界和信息世界连接的关键手段。当物理世界向信息世界映射时,其信息世界对物理世界的反向作用,包括维护、维修、施工、决策等,无法完全通过信息手段来实现,因此“机器人”应运而生,即采用一种在感知、执行、交互、决策等方面模拟接近人类的智能系统,可用于实现半自主或全自主工作,物理与信息世界交互原理如图1 所示。煤矿智能化政策的不断推广及煤矿企业减人、增安、提效等安全生产要求的不断增加,促使机器人在煤矿领域得到迅猛发展,煤矿机器人的市场需求也愈发旺盛。

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智能矿山

2023年第09期

540

641
定标准融数据汇模型助力行业智能化建设与发展——陕西煤业化工集团有限责任公司煤矿智能化数据融合研究与实践

作者(Author)：王世斌, 赵宇波, 范倩楠, 王艳艳

摘要：数字经济是当前以数据资源为关键要素,以现代信息网络为主要载体,以信息通信技术融合应用为手段,以全要素、全时域数字化转型为推动力的主要经济形态。在数字经济与实体经济深度融合发展趋势下,能源企业数字化转型是推动行业供给侧结构性改革、能源产业数字化的关键。国务院《关于加快推进国有企业数字化转型工作的通知》强调:需着力夯实数字化转型基础,包括加快企业数据治理体系建设,加强生产现场、服务过程等数据动态采集,加快大数据平台建设,强化业务场景数据建模等。指明了工业生产领域数据的采集、存储、计算、使用、运营等全生命周期的管理方向。

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智能矿山

2023年第08期

523

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小保当煤矿450m智能超长工作面关键技术及装备研发与应用

作者(Author)：杨征, 丁彦雄, 薛晨晓

摘要：煤炭是保障我国能源供给的“压舱石”和“稳定器”,在未来一段时期内煤炭作为一次能源的主体地位不会改变,仍肩负着保障能源安全的重任。我国煤层赋存条件的复杂化导致煤炭开采发展不平衡,如何实现“非优质”资源的安全、高效和高产是亟需解决的问题。特厚煤层依托厚度优势实现了年产千万吨的目标,但2~3 m中厚煤层在我国分布广泛,其赋存条件的天然劣势限制了产量和生产效率的提升。21 世纪初,中厚煤层工作面产量一般低于60 万t/a;近10 年来,兖矿能源集团济宁二号煤矿、神东煤炭集团柠条塔煤矿和榆家梁煤矿在中厚煤层开采方面实现了年产量100 万~300 万t;陕北榆神矿区5层主要可采煤层50%以上区域均赋存大量中厚煤层。因此可知,中厚煤层开采提升空间和高产需求均很大。

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智能矿山

2023年第07期

816

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采煤工作面地质条件透明化技术现状与分析

作者(Author)：张平松, 焦文杰, 李圣林

摘要：我国“富煤、贫油、少气”的能源结构特征,决定了在未来一段时期内煤炭仍将在能源生产和消费中占据主导地位。因此,煤炭行业的高质量发展、煤炭产业的转型升级是重中之重。2020 年2 月,国家八部委联合研究制定的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》指出,要重点突破精准地质探测、重大危险源智能感知与预警,到2025 年形成煤矿智能化建设技术规范与标准体系。其中,智能化煤矿是深度融合智能先进技术和现代煤矿开发,实现煤矿智能化运行的一种新模式,是煤炭行业高质量内涵发展的关键技术支撑。智能化煤矿建设的重要前提是要对矿井地质条件有全面、清晰的认识,实现工作面地质条件的透明化是煤矿智能安全精准开采的重要保障。当前,煤矿生产中工作面地质条件透明化,主要是以地质资料为基础,利用钻探、物探等勘探技术手段,探查和揭露地质数据,实现对工作面地质条件的成图与认知,重点是对地层、构造、异常体等条件的透明化、可视化。

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智能矿山

2023年第06期

603

1557
煤矿智能化发展方向与数字化智能化生态建设展望——王国法院士在2023年全国煤矿智能化建设现场推进会上的发言

作者(Author)：王国法

摘要：在全国上下深入学习贯彻党的二十大精神之际,国家能源局在陕西陕煤黄陵矿业有限公司组织召开了全国煤矿智能化建设现场推进会,系统总结煤矿智能化建设先进经验,宣传展示智能化示范煤矿建设成效,对深入推进煤矿智能化建设进程,助力煤炭工业高质量发展具有重大意义。自2020年国家八部委发布《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》以来,我国煤矿智能化建设进入快速发展阶段,煤矿智能化理论与技术创新不断取得新进展,一批智能化示范煤矿建设成效显著,为全面推进煤矿智能化建设提供了可推广和可复制的经验,煤矿智能化是煤炭企业高质量发展的核心技术支撑和必由之路这一观点已成为行业共识。同时,当前煤矿智能化建设也面临着多种挑战。

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智能矿山

2023年第05期

915

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煤矿数字化与智能开采面临的挑战及对策——兼论新建冲击地压矿井建设对策

作者(Author)：齐庆新, 李海涛, 杨冠宇

摘要：煤矿开采的最终目标是安全、高效、绿色、智能开采,其中智能化开采关键特征在于自感知、自学习、自决策和自执行,其根本前提则是煤矿数字化。与此同时,煤矿数字化、智能化对于跨领域、强集成有着显著的需求,正因如此,受限于早年监测感知装备的性能、海量数据处理的效率、计算机硬件的算力等,当前我国煤矿数字化以及与之匹配的智能开采水平,和真正意义上的智能化特征相比,仍有着较为显著的差距。值得庆幸的是, 随着物联网技术的不断发展、人工智能的再次崛起以及超算性能的突飞猛进,制约煤矿智能化的条件似乎都有了较为可行的解决方案,在此背景之下,煤矿智能化开采迎来了最有可能产生实质性成果的阶段。

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智能矿山

2023年第04期

660

371