《工矿自动化》2022年度综述类文章合辑_中国煤炭行业知识服务平台

《工矿自动化》2022年度综述类文章合辑

来源：工矿自动化

综述类科技论文是对一段时间内某个领域科学技术发展的总结和概括，是从一个更广泛的角度综合研究型文章的“荟萃”结果，可使科技人员快速了解相关领域内技术研究现状和发展趋势，有助于明确研究方向和思路。本刊整理了2022年度发表的煤矿自动化、信息化、智能化领域综述类文章，供科技人员参考，以期促进学术交流与技术进步。

行业视野: 工矿自动化
类别; 134个
关键词; 85位
专家; 21篇
论文; 4719IP
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我国露天矿智能运输技术现状及发展趋势

作者(Author)：王忠鑫, 辛凤阳, 陈洪亮, 宋波, 田凤亮, 曾祥玉, 白怡明

摘要：运输环节作为露天矿生产工艺的最重要因素之一，其智能化是矿山整体智能化技术的重要研究内容。介绍了露天矿运输系统的构成及分类；明确了露天矿智能运输系统是以露天矿煤岩高效运输为应用场景，以智能化运输装备为核心载体，将物联网、云计算、大数据、人工智能、移动互联等数字技术与露天矿运输系统运行原理和工艺要求深度融合，建立运输系统内设备、环境、物料的自主协同高效运行体系，进而建立起大范围内发挥作用的实时、准确、高效的运输综合管理系统，其构成要素主要包括基础设施、运输工具和运算技术。指出露天矿传统运输系统与智能运输系统的区别在于智能运输系统以提高现场生产作业安全和效率为目标，服务对象由原来的生产管理人员转变为生产作业人员。从基础设施智能化、装备智能化、管控智能化、维保智能化和设计智能化5个方面，综述了我国露天矿智能运输系统的研究和产品应用现状。分析了露天矿卡车运输系统和带式输送机运输系统实现智能化亟待突破的关键技术：卡车智能运输关键技术包括矿山复杂路况的环境感知技术、无人驾驶卡车线控改造技术、多目标智能调度技术、有人-无人混编设备群智能协同技术；带式输送机智能运输关键技术包括工作面带式输送机自主横移技术、自移式大倾角带式输送机运输技术、带式输送机运行控制技术、带式输送机状态在线检测技术、带式输送机智能巡检技术、带式输送机无人化维护技术、带式输送机运输系统智能管控平台。指出露天矿智能运输发展的趋势为连续化、无人化、低碳化、高效协同和本质安全。

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工矿自动化

2022年第06期

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井工煤矿运输系统智能化技术现状及发展趋势

作者(Author)：陈晓晶

摘要：井工煤矿运输系统按运输对象不同可分为主运输系统和辅助运输系统。阐述了我国井工煤矿主运输系统和辅助运输系统底层装备和系统智能化技术现状，从顶层规划和标准体系、单机智能化等方面分析了主运输系统和辅助运输系统智能化技术存在的问题。重点介绍了3种主运输系统智能化关键技术，包括基于全数字化的FCS（现场总线控制系统）分布式带式输送机通信控制技术、基于机器音视觉的多传感融合增强型带式输送机保护技术、煤流线协同经济运行控制技术，以及2种辅助运输系统智能化关键技术，包括基于工业互联网架构的煤矿井下辅助运输管控一体化技术、煤矿井下车联网及无人驾驶技术。结合《煤矿智能化建设指南（2021年版）》对智能主煤流运输系统和智能辅助运输系统的要求，从近期和中远期阐述了井工煤矿主运输系统和辅助运输系统智能化发展趋势及目标。提出现阶段我国井工煤矿主运输系统应重点研究基于机器音视觉多传感融合的带式输送机增强型保护和检测技术、智能巡检机器人技术等，辅助运输系统应重点研究精细化闭环管控和高级辅助驾驶技术。

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2022年第06期

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矿井无线通信系统现状与发展趋势

作者(Author)：霍振龙

摘要：矿井无线通信系统具备通信覆盖范围广、连接方便、移动性好、组建容易、设置和维护简单等优点，在矿井智能化建设中具有不可替代的作用。全矿井无线通信系统目前主要有WiFi（IEEE 802.11b/g/n/ac）,3G,4G,5G,WiFi6（IEEE 802.11ax）系统，其中3G系统正逐步被替代，4G和WiFi系统逐步减少，5G和WiFi6系统目前为起步阶段，并将逐步成为主流。从技术要点、主要功能、应用情况等方面分析了4G,5G,WiFi/WiFi6系统，指出各系统的优点和存在的不足：（1）矿用4G无线通信系统在带宽和实时性指标方面无法达到高清智能视频和远程控制等应用场景的需求。（2） 5G在多系统、多天线情况下存在无线发射信号的安全问题；5G基站以隔爆兼本安型为主，质量大、体积大，使用不便且使用场合受限；5G终端生态匮乏，通信模组价格高、功耗大，不具备规模行业应用条件；实际应用案例少，应用场景有待进一步挖掘。（3） WiFi6无线通信系统时延偏高、移动性和可靠性相对较低，加上手机终端不够成熟，影响了语音通话质量。基于上述分析，指出智能矿井对无线通信系统的需求为大带宽需求；低时延、高可靠需求；多接入需求；多系统多接口需求；位置信息需求。最后指出矿井无线通信系统未来发展趋势，即系统融合（无线通信和有线通信融合、无线通信内部融合、无线通信系统和其他系统融合）、通信定位一体化、设备本质安全、终端模组低功耗、协议接口规范化。

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工矿自动化

2022年第06期

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复杂条件工作面智能化开采关键技术及发展趋势

作者(Author)：张帅, 任怀伟, 韩安, 巩师鑫

摘要：复杂条件煤层地质条件参数变化数量多、参数变化范围大,其智能化开采是当前迫切需要解决的难题。分析了我国不同区域煤矿的主要地质条件特征及面临的问题,指出相较于综合机械化采煤,智能化开采对地质保障度的要求更高。地质条件越复杂,控制系统就越需要更精准的感知、更快速的分析与决策、更高的数据传输速率。以两淮地区“三软”煤层开采为例,探讨了其在智能化开采过程中面临的问题:煤壁频繁片帮、刮板输送机上窜下滑、相邻支架错位及咬合不紧密、护帮板不整齐、支架扎底、超前巷道变形,指出围岩（顶底板、煤壁）条件、煤层走向/倾向角度、矿压及超前巷道稳定性是影响工作面正常连续开采的5个因素。为解决上述5个因素条件参数变化带来的问题,需要从围岩参数感知、趋势分析、精细化控制、动力系统适应、自适应决策等方面研发出解决复杂条件工作面智能化开采的关键核心技术。详细阐述了目前实现复杂条件工作面智能化开采技术即液压支架护帮板精准控制及快速跟机技术、顶板分区协同支护技术、工作面装备姿态监测技术、工作面调直技术、上窜下滑控制技术、稳压供液控制技术、仿真决策系统平台和超前支护技术的应用现状、效果及后续需要解决的问题。指出对于多种复杂条件共存的煤层,关键元部件的机电液一体化设计、分布式控制方式、大数据的分析应用、装备群协同快速推进控制和实时仿真平台与智能决策系统的开发是后续研究的主要方向。

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工矿自动化

2022年第03期

395

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综采工作面采煤机智能化技术研究现状

作者(Author)：赵亦辉, 赵友军, 周展

摘要：介绍了国内外采煤机智能化技术研究现状：国外从20世纪90年代起，采煤机智能化技术进入成熟发展阶段，在采煤机记忆截割、煤岩识别、机载主控软件及远程监控等方面取得引领性创新突破；国内采煤机智能化发展从引进吸收到自主创新，基本实现初级智能化综采作业。按照采煤机功能的不同进行智能化横向分类，分为采煤机智能感知、智能控制、智能诊断及智能通信4类：智能感知关键技术包括位姿感知、运行环境状态感知、机载视频感知、人员临近识别、智能防碰撞检测、直线度感知、煤岩识别感知；智能控制关键技术包括滚筒自动调高控制、自适应调速控制、环境瓦斯联动控制、煤流负载平衡控制、俯仰导向控制；智能诊断关键技术包括实时在线诊断技术和采煤机全生命周期管理；智能通信关键技术包括有线通信技术和无线通信技术。根据采煤机割煤过程中的人为干预情况进行智能化纵向分级，分为辅助自动化、初级自动化、高级自动化、智能化4个等级。通过采煤机智能化分类分级，可以直观地查阅采煤机智能化功能，并可通过判断条件确定采煤机所处智能化等级，为智能化矿井建设评级提供量化参考，同时也更清晰地展现采煤机智能化发展的脉络。

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工矿自动化

2022年第02期

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