煤矿智能化学术专题_中国煤炭行业知识服务平台

煤矿智能化学术专题

来源：《煤炭科学技术》2019年第3、4期

煤矿智能化是适应现代工业技术革命发展趋势、保障国家能源安全、实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。经过改革开放四十年的创新发展，我国煤矿实现了从普通机械化、综合机械化到自动化的跨越，并开始向智能化迈进，为我国经济社会发展提供了可靠的能源保障。然而，我国煤矿智能化发展尚处于初级阶段，存在研发滞后企业发展需求、技术标准与规范缺失、技术装备保障不足、研发平台不健全、高端人才匮乏等问题。因此，应理清发展思路，创新发展模式，加快推进煤矿智能化技术与装备标准体系建设，持续深入开展煤矿智能化基础理论与技术短板攻关，加强产学研用的协同创新，推动煤矿智能化人才队伍建设，提高煤矿智能化建设的综合保障能力。为促进矿山智能化技术成果交流与理论实践进步，推进我国煤矿智能化建设进程，《煤炭科学技术》于2019年第3、4期组织策划了“煤矿智能化学术专题”，邀请国内煤矿智能化技术研究与应用领域的专家、学者撰稿，报道了智慧煤矿建设主体架构设计、智慧矿山标准体系建设、智能化无人开采技术、大数据分析与处理技术、智能装备制造、矿井水智能探测与防治技术、智能辅助运输系统、智能综合管理技术等方面的研究。在此衷心感谢各位作者为此专题撰稿，特别感谢王国法院士工作团队、中国煤炭科工集团、中国矿业大学（北京）、陕西煤业化工集团、神东煤炭集团、兖矿集团、大同煤矿集团等在专题组稿、撰稿等方面给予的大力支持与帮助！

行业视野: 采矿
类别; 90个
关键词; 60位
专家; 20篇
论文; 32930IP
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不同煤层地质条件下智能化无人综采技术

作者(Author)：范京道, 徐建军, 张玉良, 张科学, 李川

摘要：为进一步提升煤矿智能化开采技术装备水平，引领行业智能化开采技术科学发展，实现煤炭行业在新时代下的升级转型，结合陕煤集团黄陵矿业公司智能化无人开采成功实践经验，重点研究了复杂地质条件下薄煤层、中厚煤层和厚煤层智能化开采实践技术，得到了中厚及较薄煤层智能化无人综采的关键技术是液压支架全工作面跟机自动化与远程人工干预技术、采煤机全工作面记忆截割与远程人工干预技术、综采自动化集中控制技术、工作面视频监控技术、智能化集成供液控制技术和超前支护自动控制技术；厚煤层智能化无人综采的关键技术是大采高工作面防片帮智能控制技术、大采高工作面底软智能控制技术、大采高工作面高清晰视频监控技术和大采高工作面环境安全保障技术；得出了煤矿智能化无人开采支撑体系建设分为科技创新、信息化标准、安全保障技术、企业精细化管理和员工素质提升工程五大体系；提出了通过提高整体技术创新性与适应性和提高装备的可靠性与适应性方面的攻关研究，是不断推动煤炭智能化无人开采技术向智能开采高级阶段迈进的努力途径。最后，分析了目前国内外智能化无人开采技术应用现状及推广制约因素，并结合人工智能及新一代工业革命发展方向对煤炭智能开采技术进行了展望。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究

作者(Author)：刘海滨, 李春贺

摘要：为了解决煤炭企业在职业健康安全管理中存在的问题，提出了物联网视角下的智慧矿山职业健康安全监管信息系统研究。以智慧矿山为基础，借助物联网、大数据、云计算等技术，结合职业健康安全管理体系，介绍了系统建设的主要内容；设计了由展示层、业务逻辑层、中间件层以及数据层构成的系统总体架构；设计了系统网络拓扑结构；采用Hbase数据库，解决非结构化存储问题；以J2EE为开发平台、SpringMVC为开发架构，借助Java语言开发了包括智能管理、职业健康体系管理以及基础支持在内的职业健康安全监管信息系统。结果表明:通过系统实施能够完成对职业健康安全的全方位管理，涵盖对危害因素的辨识、评估与管控，对危害因素的自动化、智能化的实时监控，以及对职业健康安全管理工作进行综合性智慧分析、智慧控制。能够最大限度地降低对煤矿职业健康安全具有危害的因素所造成的影响，保证煤矿生产工作处于安全监管的良好环境。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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煤矿无轨胶轮车智能调度管理技术研究与应用

作者(Author)：刘宏杰, 张慧, 张喜麟, 韩雷

摘要：针对煤矿无轨胶轮车辅助运输系统在提升矿井生产效率的同时，给煤矿带来的无轨胶轮车无序运行、高能耗及环境污染、运输安全等问题，提出了采用多系统融合技术将煤矿井下无轨胶轮车运行相关有效数据充分筛选，研究采用高精度定位技术实现车辆30 cm高精度定位，通过交通信号、视频图像、位置信息等关联数据采集分析处理和车辆运行流程全数字化管控，实现井下无轨胶轮车日常运行网上及移动端申请、车辆运行无人化自动调配、车辆数据统计分析、人员乘用及物料运输车辆全面数字化、智能化管控。结果表明：通过无轨胶轮车辅助运输系统的全数字化管控的研究及应用，大幅提升了煤矿井下无轨胶轮车辅助运输效能，提高统一指挥调度和信息共享水平，实现煤矿无轨胶轮车调度管理的智能化。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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煤炭工业监控大数据平台建设与数据处理应用技术

作者(Author)：张元刚, 刘坤, 杨林1, 王磊

摘要：为保障煤矿的安全高效生产，及时准确地预测可能发生的故障及灾害，通过分析兖矿集团煤矿大数据的现状及存在的问题，探讨了在大数据时代下，煤炭工业监控大数据平台的建设和使用方法。依托互联网、云计算和大数据技术，采集、整理和存储海量数据。通过数据挖掘技术和视频分析技术来探索发掘现场生产规律，从而提高煤矿应对潜在灾害和发现安全隐患的能力。以煤矿带式输送机工况监控系统大数据和视频监控系统大数据分析为例，分别使用流形空间的非平衡处理技术和分水岭等视觉技术对数据进行处理。试验结果表明：流形空间的过采样技术可以提高AUC指标20%左右，且基于机器视觉的煤流检测也能达到较好的效果。同时，探讨了大数据与煤炭工业监控系统的结合，并提出了报警数据融合应用的具体解决方法。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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智能矿山大数据关键技术与发展研究

作者(Author)：崔亚仲, 白明亮, 李波

摘要：针对我国煤矿开采过程中数据生产量大但无法将这些数据进行有效的利用，无法为煤炭开采提供可靠的数据信息支撑等问题，研究分析了大数据技术在煤炭生产工业中的应用。介绍了智能矿山大数据的基本概念、特征及价值体现，概述了国内外智能矿山大数据研究与应用现状，分析了智能矿山大数据技术发展的驱动因素和存在的阻碍；通过分析智能矿山中的数据来源、数据集成以及数据分析应用，总结了智能矿山大数据的关键技术，如数据获取技术、数据集成与融合技术、大数据分析与挖掘、大数据的数据解析应用技术等；通过分析神东智能矿山的大数据平台架构、大数据平台的物理架构以及总体架构建设中的应用案例，提出智能矿山大数据应从矿山安全管理、生产执行、经营管理等领域进行应用研究；最后给出了我国在智能矿山建设过程中的建议。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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煤矿智能综采工作面安全高效开采适应性评价

作者(Author)：于健浩, 祝凌甫, 徐刚

摘要：为研究煤层赋存情况、地质构造特征、开采技术条件等因素对智能综采工作面的影响程度，掌握不同条件下智能综采工作面安全高效开采的适应程度，对神东煤炭集团多家矿井智能综采工作面开展实地调研，通过现场技术咨询及分析工作面地质条件、开采技术条件、装备水平及智能综采过程中存在的问题，确定煤层稳定性、工作面倾斜长度、断层影响程度是影响智能综采适应性的主控因素。由此归纳出煤矿智能综采适应性评价指标体系，基于模糊综合评价法，通过对评价指标进行量化，采用AHP法确定因素权重，建立了智能综采适应性评价模型，实现了对智能综采工作面开采效能和安全性的智能评价，可为工作面采前地理信息系统提供静态决策支持。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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虚拟现实技术在煤矿领域的研究现状及展望

作者(Author)：谢嘉成, 王学文, 李祥, 杨兆建

摘要：针对国内外煤矿领域虚拟现实研究大多是局部或单向性研究，整合各阶段、各领域、各环节进行综合性研究且获重大突破的极其缺乏的实际情况，在概述国内外虚拟现实技术在煤矿虚拟场景仿真、虚拟现实监测监控、虚拟规划方法和“VR+AR”技术融合设计等应用领域的研究现状基础上，剖析了其在应用中存在的困难和问题，明确提出了虚拟现实技术应整合多技术手段进行融合设计，并实施“四步走”战略，即首先解决在技术培训、数据可视化分析、虚拟规划等方面的问题；其次是解决整个生产过程中的虚拟监测监控问题；再其次是利用以上成果加上创新突破实现矿山智能装备虚拟设计，特别是突出虚拟设计和多环节的融合交互关联，把智能操控平台高度集成到整个生产操控中，最终真正实现高智能、自关联、绿色化，高效率无人值守的目的。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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智慧煤矿主体架构设计与系统平台建设关键技术

作者(Author)：庞义辉, 王国法, 任怀伟

摘要：针对煤矿建设过程中存在的信息孤岛、子系统割裂等问题，提出了以"自主感知与控制-信息传输系统一操作平台-井下系统平台-生产经营管控平台"为主线的智慧煤矿建设主体架构，通过底层的自主感知系统对井下的"人-机-环-管"信息进行全面感知，并对感知信息的数据格式、通信协议、存储方式等进行统一，构建了井下多源异构大数据共享平台，实现了井下各子系统之间的数据统一管理与信息共享。利用统一操作平台对井下生产系统、安全保障系统、综合保障系统进行统一管理，解决了信息孤岛、子系统割裂等问题。井下系统平台不仅为上层的生产经营管理平台提供数据支撑，而且为底层机械设备的智能操控提供决策依据，实现了井下信息感知、分析、决策、控制的智能化操控。将智慧煤矿智能生产系统细分为地质及矿井采掘运通信息动态管理平台、井下精准定位导航通信管理操作平台、智能化少人采掘系统综合管理平台，详细阐述了智能综采子系统间的组织架构与实现路径。按照井下危险源的种类对智慧煤矿智能安全保障系统进行了分类，搭建了智能安全保障系统的主体架构，分析了井下危险行为、危险区域识别系统的技术路径。基于井下采掘工程需求分析，对智慧煤矿智能综合保障系统进行了分类，构建了智能综合保障系统的主体架构，详细论述了井下设备在线诊断与远程运维系统的实施过程。从基础理论、信息感知、数据处理、高效传输、精准控制5个方面，对未来需要突破的智慧煤矿建设关键技术进行了展望。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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