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; 33090IP
点击量; 26786次
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智慧矿山标准发展现状及路径分析

作者(Author)：谭章禄, 马营营, 郝旭光, 张越

摘要：针对矿山信息化建设存在信息孤岛，无法真正实现数据融合、业务融合以及全面的智慧决策分析问题，提出完善智慧矿山建设标准体系是有效解决手段。在明确智慧矿山标准内涵、特征和意义的基础上，从公开发布标准和学术论文2个方面研究了智慧矿山标准的发展现状，得出智慧矿山标准面临三大挑战：边界及范围不易确定、缺乏标准化组织和人员、标准扩散与推行存在阻力；参考已发布的智慧矿山相关标准，综合利用结构化方法和面向对象方法，构建了智慧矿山标准体系，并详细对比现有标准与标准体系的差距，给出对比明细表，并明确了现有标准的完善方向和策略；最后结合智慧矿山发展现状和标准体系建设情况，分析了我国智慧矿山标准的发展路径。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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矿井电法在煤层采动破坏和水害监测中的应用进展

作者(Author)：鲁晶津, 王冰纯, 颜羽

摘要：煤层采动破坏容易引起突水事故，严重威胁了矿井的安全生产。煤矿突水事故防治集中于回采前的隐患探查，对回采过程中发育的导水通道尚缺乏行之有效的探查手段。因此，从煤矿顶、底板突水机理分析出发，对比了煤矿井下采用的多参数传感器监测、微震监测以及电法监测等监测方法，其中电法监测因其对煤岩电阻率变化较敏感，在煤层采动破坏和水害监测中得到了广泛应用。矿井电法监测最初主要被用于煤层顶、底板破坏监测，随着矿井电法监测设备的成功研制，相关学者对采动破坏过程的电场响应特征展开了深入研究，矿井电法监测逐渐向水害监测发展，并在井下现场应用中发展出了不同的观测方法。矿井电法监测数据的处理解释目前一般采用视电阻率断面图或电阻率反演成像，因受数据采集中各种干扰因素的影响成像分辨率较低。广泛应用于近地表探测的时移电阻率成像法，通过改进数据采集方式、对数据进行预处理、优化反演方法以及在反演过程中选择合适的正则化约束方法等手段，大幅提高了监测数据的成像分辨率，该方法可同样适用于煤矿井下电法监测数据的处理解释。早期的矿用电法仪器主要用于工作面水害隐患的静态探测，近年来真正意义上的矿用电法监测设备已经研制成功并进入推广应用阶段。随着新版《煤矿防治水细则》的施行，矿井电法监测迎来了新的发展机遇。然而煤矿井下施工环境复杂、观测空间有限，矿井电法用于煤层采动破坏和水害监测时尚面临着电磁干扰、一致性校正、成像方法、多解性及水害预警等问题有待解决。针对上述问题，需要进一步提高监测设备的抗干扰能力，改进数据预处理方法，采用时移电阻率成像提高解释精度，同时加强导水通道发育过程电场响应特征及电性变化与水害风险定性关系的研究，最终达到对矿井水害进行监测预警的目的。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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煤矿防治水智能化技术与装备研究现状及展望

作者(Author)：靳德武, 乔伟, 李鹏, 樊娟

摘要：为了解决煤矿充水条件的精准探测、有效预测、动态监测和水害的可靠治理问题，人工智能和信息化技术在我国煤矿水害防治技术和装备中获得广泛应用并取得重要进展。依据智能感知、智能判断和智能执行等智能化技术三要素，将煤矿防治水智能化定义为水害致灾因素的有效筛选、自动识别和精准控制的过程。从5个方面系统地总结了煤矿防治水智能化技术现状：即探测装备的智能化芯片及数据处理智能算法、含水层富水性分区的信息融合法及煤层底板突水预测的统计学习法、基于智能化传感器及智能算法的矿井水情（害）实时监测预警系统、水害治理工程的信息化设计及智能控制注浆系统、紧急避灾最优路径搜索及突水水源快速识别。结果表明：水害探测装备及解释方法的智能化提高了装备的抗干扰能力，实现了探测参数的快速准确计算；煤层底板突水预测的统计学习法使突水预测精度由82%提高到91%；网络并行电法监测仪在五沟煤矿提前2 d成功预报了工作面底板突水；智能化注浆系统形成了高度定制化的制浆-注浆数字化解决方案，实现全自动造浆30 m3/h；避灾抢险智能化为矿井灾害情景下的井下人员合理疏散和应急救援提供了辅助决策支持平台。随着智慧矿山、透明矿井技术的不断发展与完善，多源时空智能化探（监）测、玻璃水文地质、水害监测大数据挖掘、井下救援机器人等将会成为热点研究方向，并最终形成煤矿防治水智能化技术体系。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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德国工业4.0与中国煤机装备智能制造的发展

作者(Author)：王国法, 杜毅博

摘要：综述了工业革命发展背景和世界主要国家智能制造发展战略，指出以信息物理融合系统为核心的技术创新推动了全球制造产业变革。随着人口红利消失，知识红利凸显，制造业转型升级成为大势所趋。阐述了智能制造内涵、特征、智能制造关键技术与其核心内容。智能制造的基本属性是实现对于信息的深度自感知，实现精准控制的自执行，并在此基础上实现智能优化自决策。智能制造以数据为核心，以实现万物互联为特征，其关键技术包括人工智能技术、工业机器人技术、大数据技术、云计算技术、物联网技术以及整体的信息化系统。论文还对德国工业4.0、布局与发展现状进行介绍，指出德国工业4.0的战略举措是将传统工业与信息化进行深度融合，将不同行业进行跨界合作，将创新科技与产业相结合，实现经济产业红海与蓝海的对接。之后分析了我国煤机装备智能制造的发展现状，介绍了智能焊接、柔性数字化车间等我国煤机装备智能制造关键技术的重要进展。在分析我国煤机装备制造业特点的基础上，指出了发展煤机智能制造的关键任务包括：产品与数据的标准化模块化；建设智能制造系统和工艺创新；建设智能制造信息化系统和基础网络活动；推进管理精益化及服务产业化；打造智能制造人才培养体系。最后提出了我国煤机装备制造业企业转型升级实现数字化，网络化智能化，发展智能制造的策略和路径。

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煤炭科学技术

2019年第03期

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