《智能矿山》2023年煤矿智能化重大进展成果特刊

煤矿智能化建设在中国取得了显著的进展，为煤炭工业的数字化转型和高质量发展提供了重要支撑。通过推动智能化建设，煤矿行业实现了深部煤炭资源的高效开发、无人化智能开采、安全风险隐患的智能防控、运行与维护管理标准体系等方面的突破。这些进展不仅提升了生产效率，也极大地改善了工作环境和安全保障能力。

《智能矿山》杂志策划出版的“2023年煤矿智能化重大进展成果特刊”展示了煤矿智能化建设的新成果和创新实践，向读者传递了这些成功经验和技术进步。这些成果的分享将有助于推动更多煤矿参与智能化建设，并在未来取得更多突破和进步。

煤矿智能化建设的不断推进，将为整个行业的可持续发展和现代化转型提供有力支持，也为未来的煤炭生产带来更多可能性和机遇。

行业视野: 智能化
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基于透明化地质保障系统的煤矿智能管控平台研发与应用

作者(Author)：毛善君, 陈自新, 陈华州, 钮涛, 李鑫超, 张铁聪, 贾瑞杰, 王平, 赵俊杰, 董佳, 刘国锋

摘要：2020 年2 月25 日,国家八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》,吹响了煤矿智能化建设的“号角”;2021 年12 月,国家能源局发布《智能化示范煤矿验收管理办法(试行)》,明确了示范煤矿智能化建设内容和验收标准。长期以来煤炭行业十分重视信息化、自动化系统的建设,但这些系统没有按照统一规划设计,独立运行,业务数据割裂、信息不对称形成了很多业务数据孤岛;管控平台以自动化系统为主,示意型组态控制界面的交互性差,表达范围和精度受限,未对各类业务数据建立时空地理关系;综采工作面以记忆割煤技术为主,难以适应煤层起伏变化,工作面减人效果不佳。地测保障系统是智能化矿山的基座,没有地质保障就无从谈起智能化开采、智能化掘进以及智能化矿山。智能开采作为煤矿智能化的核心技术之一,是现代化煤矿生产的主要环节,综采及综掘工作面是煤矿生产中设备最多、环境最恶劣、工作最复杂的系统,在煤矿重特大事故中,有66.7%都发生在煤矿采掘工作面,特别是薄煤层工作面。如何采用先进的信息技术、数字化控制技术,实现工作面综采自动化、少人化、无人化是煤炭工业的研究重点和难点。基于上述原因,2019 年1 月国家能源集团批复国家能源集团宁夏煤业有限责任公司(简称宁煤公司) 申报的2030 重大先导项目“基于TGIS 的矿井智能开采与安全管控平台的研究与应用”,旨在解决综采工作面透明化、自适应开采和全矿井智能安全管控难题,该项目通过科研立项及实施方案论证,最终由北京龙软科技股份有限公司(简称龙软) 中标和承担建设,在宁煤公司金凤煤矿(简称金凤煤矿) 开展示范攻关,经过多年的技术研究和积累,项目整体于2022 年1 月开始在金凤煤矿开展关键技术现场工业性试验等工作,并于2023 年8 月通过国家能源集团的验收和成果鉴定。项目通过深入研究金凤煤矿在智能化建设过程中采、掘、机、运、通、监测监控、经营管理等系统存在的问题,结合国内外关键技术发展最新现状,利用矿井地质钻探、物探数据及多源地质数据融合成果,构建高精度地质模型和透明化地质保障系统煤矿管控平台,实现矿井资源管理与地质分析、地质数据与模型联动、信息共享与业务协同控制、大数据决策分析与预测预警、可视化展示与智能化管理等功能;研究基于透明地质保障系统的综采工作面“透明化地质模型+测量机器人+跟机视频+惯导+UWB定位”的自适应采煤模式和方法,实现采煤工作面的自主规划自适应截割。

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智能矿山

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5G射频电磁波瓦斯引燃机理与功率安全阈值研究

作者(Author)：张勇, 孟积渐, 郭子文

摘要：2021 年6 月,国家发展和改革委员会、国家能源局等四部委联合编制《能源领域5G应用实施方案》,要求大力推进煤矿5G通信系统建设。随着煤矿智能化建设的不断推进,煤矿对5G技术的应用需求日益增加,煤矿5G通信技术需要通过基站进行数据传输、信息交互或场景感知(图1)。电磁波是携带能量的载体,在煤矿井下瓦斯煤尘爆炸性环境中传播时,当电磁能以某种方式释放出来的能量大于瓦斯最小点燃能量时,存在引发瓦斯爆炸的风险,由此带来安全隐患。因此,如何解决防爆安全和使用性能之间的矛盾一直是煤矿井下大功率无线发射设备研究的热点和难点。

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智能矿山

2024年第03期

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基于全景视频拼接的自适应截割智能化工作面无人开采技术及应用

作者(Author)：迟国铭, 郑铁华, 刘孝军, 王文辉, 陈积梁, 柳军, 任文清, 贾宇涛, 白茹玺, 思广宇

摘要：神东煤炭集团是国家能源集团的主要煤炭生产企业,地处蒙、陕、晋3 省区能源富集区,负责国家能源集团在神府东胜煤田主要矿井生产运营。大柳塔煤矿是国能神东煤炭集团有限责任公司下属的一座特大型现代化矿井,地处陕西省神木市大柳塔试验区境内。大柳塔煤矿22 上303 综采工作面采高1.9 m,与大釆高工作面相比,工作面作业空间狭小,人员行走困难,劳动强度较大,长期以往会造成人员腰肌劳损、风湿性关节炎等,对作业人员的身体健康带来较大隐患。因此,智能化综采工作面建设具有重大意义。大柳塔煤矿秉承数据驱动、数字采矿的理念,基于沉浸式数字孪生、全景视频拼接、自适应规划截割等智能化无人开采技术,利用高带宽工业以太环网及矿井5G通信互为冗余的通信网络进行高速数据传输,建成1 套集采集、感知、分析、自主学习、规划、控制、干预的一体化智能工作面集控系统。该系统布置音视频、数据、Web、应用四大服务,集中融合十六大子系统,采用20 项先进技术,构建了智能化工作面无人化采煤+地面远程干预的高效智能化生产模式。

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