“智能化学术聚焦”专题（《智能矿山》）

首页 > 专题

“智能化学术聚焦”专题（《智能矿山》）

来源：智能矿山

《智能矿山》面向国内外矿山智能化领域科研、技术、管理等工作者，长期征集智能装备与机器人、智能监控与通信、透明地质与环保、智能采掘与运输、智能通风与安全、智能分选与储装等栏目论文。

行业视野: 智能化
类别; 8个
关键词; 397位
专家; 143篇
论文; 74599IP
点击量; 225208次
下载量

关节臂式三坐标测量机在矿用设备装配精度检测中的应用

作者(Author)：张礼才, 宋扬

摘要：当前煤炭行业正处于全面建成智能化矿山的关键时期，智能化矿山将以设备可靠性为基础，自动化、信息化建设为手段，最大程度地减少井下作业人数，提高工作效率。矿用设备装配精度是影响煤机运动精度和工作可靠性的关键因素之一，但目前缺乏相应的精度检测手段，采用卡尺等常规检测工具难以检测出设备装配机构件彼此之间相对位置的精度和形位公差。因此，笔者应用关节臂式三坐标测量仪，检测了矿用设备移动副、回转副的空间尺寸和形位公差，提出了一种基于点云的矿用设备装配精度精密检测方法，为提升掘进装备可靠性提供检测技术支持。

免费下载

智能矿山

2022年第05期

444

447
立井井壁受力智能感知系统及其工程应用

作者(Author)：况联飞, 杨金宏, 赵光思 , 朱启银 , 赵晓东

摘要：立井井壁的受力大小无论对生产矿井还是新建井筒而言均十分重要，投产运营后若井壁受力过大将导致井筒发生破裂，新建井筒井壁厚度的设计又直接依据其外荷载大小而定。因此，从理论上来讲，自井筒建设之初即埋设传感器于井壁混凝土内部，并对其受力变形发展进行长期观测是确保井壁安全的重要举措之一。然而，因对井壁外荷载的认知不足，缺乏对井壁受力监测的相关研究。20世纪80年代以来，我国出现了上百个立井井筒的压剪破坏。相关理论研究、室内试验以及现场长期监测结果均揭示出竖直附加力是导致井壁发生破裂的主要原因。井壁破裂灾害事故的频发逐渐凸显出井壁受力监测的重要性。对于已投产使用的井筒，通过井壁开槽埋设应变计可对井壁受力发展相对变化量进行把握，但井壁受力的绝对变化量仍然未知。针对施工期间井壁的受力情况，一些研究人员对建井过程中冻结压力、钢筋受力、混凝土应变及井壁混凝土温度演化等变化规律进行了实测研究和分析。但受测试条件所限，施工期间的监测措施未能持续对井筒投产运营后进行长期观测。同时，对大体积混凝土早龄期的相关测试较为缺乏。可见，传统测试技术在井壁受力监测方面存在测不到、测不准以及测点离散、测试必须借助外部元器件等诸多缺陷。此外，传统点测技术需要布设大量的通信电缆，但在煤矿井筒中对电缆的保护难度很大，尤其在主井井筒中。随着大数据、互联网+等新技术的不断涌现，立井井壁受力监测亟待向智能化、自感知等方向发展。

免费下载

智能矿山

2022年第05期

388

221
煤矿网络安全等级保护建设规划分析

作者(Author)：钟兆华, 刘清涛

摘要：矿山智能化建设大幅提升了煤矿生产的自动化、现代化及智能化水平，人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等与煤矿生产的深度融合，形成了全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，可实现煤矿采掘、运输、通风、分选、安全保障、经营管理等过程的智能化运行，对提升煤矿安全生产水平、保障煤炭稳定供应具有重要意义。但同时新技术的应用带来了新的安全风险，且随着工业化、信息化的快速发展，煤矿工业互联网建设加速，煤矿生产网络越来越开放，隔离被打破，给煤炭企业网络安全防护带来了挑战。

免费下载

智能矿山

2022年第04期

795

961
机器视觉在提升钢丝绳振动监测的研究与应用

作者(Author)：黄帅, 李军霞

摘要：提升钢丝绳作为摩擦提升系统的关键部件之一，在提升过程中会受到各种载荷的耦合作用，从而引发持续振动，通过有效监测钢丝绳振动并进行故障报警，对提升系统智能化运行以及矿井安全高效运行有重要意义。针对钢丝绳横向振动位移测量方法有接触式及非接触式。由于提升钢丝绳特殊的运动方式，国内外学者在直接测量振动方面的研究较少，寇保福等[1]将加速度传感器固定在提升钢丝绳上，对运行过程中钢丝绳的振动数据进行了采集。在非接触测量绳索振动方面的研究，计算机视觉技术吸引了国内外许多学者，JI等[2]采用光流法准确测量了管道和电缆的振动，基于商用相机拍摄图像上的光强变化，估算了电缆段的振动方向和大小，并得到了验证；KIM S等[3]为了估算电缆的动态特性，使用数码摄像机远程测量了电缆振动数据；刘尧[4]利用双目视觉技术监测提升钢丝绳横向振动，分别研究了正交双目与平行双目立体视觉在矿井提升钢丝绳横向振动监测的应用。笔者使用了线结构光监测摩擦提升系统钢丝绳的横向振动，进行实时振动数据的监测与记录。线结构光测量技术在工业中有着广泛应用。线结构光测量仪器的光平面结构参数是制约其测量精度的重要因素之一，国内外学者提出了多种线结构光结构参数的标定方法，如使用球形体、圆柱体、圆环标定或特殊组合体，以及利用双目视觉进行辅助标定等。笔者使用快速简单的标定方法，在单目摄像头标定的基础上进一步对线结构光平面参数进行标定。

免费下载

智能矿山

2022年第03期

452

2052
输配电地理信息系统助力智能矿山电力系统管理与决策

作者(Author)：代业滨

摘要：一个安全、可靠、经济实用的供电系统，对保证安全生产有着重要意义，且直接关系到电网的安全性、可靠性、合理性和经济性。随着煤矿智能化矿山建设的发展需要，煤矿电力建设的过程也越来越复杂，只靠人工绘图、计算或查表难以保证其正确性，事实上，对复杂电网人工是无法进行精确计算的，而且极易出现错误，经常发生越级跳闸事故，影响正常生产。传统的设计、运行、管理手段已难以满足需要。输配电地理信息系统融合地理系统技术、计算机图形绘图和处理技术、空间数据库技术于一体，其在煤矿电力系统的广泛应用，也将为输配电的管理带来质的飞跃。输配电地理信息系统对设备和线路进行了综合管理，可以优化电力系统的设计，减少电力的多余损耗。同时，该系统与设备管理系统和思维系统高度集成，可实现系统间的联动，并且可为煤矿电力系统设计的各项决策提供强有力的帮助。输配电地理信息系统可自动完成故障电流、继电保护整定及设备线缆选型等计算内容，生成技术文档，随时查看机电设备布置图、供电系统图及其参数配置，有效提高了供电系统的设计、分析与管理水平。

免费下载

智能矿山

2022年第03期

514

1357
煤矿机电设备智能化检测仪器研制方案

作者(Author)：李曼, 何仙利, 杨茂林, 郑思雨, 段雍

摘要：煤矿机械及电子类设备作为煤矿生产中的主要设备，在机械化、自动化、智能化开采中起着重要作用，其性能的优劣直接影响着煤矿生产效率和工作人员的生命安全。煤炭生产受客观自然条件及设备恶劣的工作条件影响，其故障与事故率远高于其他工业设备；对煤矿机电设备在制造、使用、维修等各环节进行有效地检测和评价，及时发现安全隐患，并进行改进和及时维修是确保设备安全、可靠运行的重要手段。为保证煤矿机电设备的安全性和运行的可靠性，专门制定出台了《煤矿安全规程》以及煤矿在用设备安全检测检验规范等一系列章程和标准，对各类设备主要性能参数和运行参数的检测提出了要求。目前，我国煤矿机电设备检测还存在着以下3点问题：1）检测参数不全面，测试方法不够科学，无法获得全面、准确的信息。2）检测仪器较落后，通用性差，综合评判能力弱，智能化程度低。3）行业和企业对检测方法、技术和设备的研发重视不够，从事相关研究的人员少，资金投入不足。上述问题导致了煤矿机电设备检测技术和装置整体水平偏低，成为制约煤炭工业和装备技术发展的主要因素之一。我国煤矿机电设备的检测工作主要由有资质的国家级煤矿设备质量监督检验中心、省级煤矿安全装备检测中心和各国有大型煤矿企业建立的技术检测机构来完成。国家级检验中心主要承担着煤炭行业各种机电设备机械性能和安全性能的检测检验，包括国家质量监督抽查检验、安全标志检验、生产许可证检验、鉴定检验、质量认证检验等；各省煤矿设备安全检测中心，主要开展现煤矿机电设备智能化检测仪器研制方案场在用设备的安全检测检验工作；此外，煤炭行业自己建立的检测机构，主要以解决自身技术问题及设备生产、维修过程的性能检测与评价为目的。2019年5月发布的《安全评价检测检验机构管理办法》提出了煤矿设备检测机构资质新的管理办法，取消了安全生产检测检验资质甲、乙分级设置，资质交由省级相关部门审批；同时，取消了检测机构从业地域限制和检测机构计划性数量限制。煤矿机械设备种类繁多，主要有开采、掘进、运输、通风、排水等设备，这些设备在研制、生产和维修等过程中都需要进行性能检测。根据国家安全监管总局、国家矿山安全监察局印发的《煤矿在用安全设备检测检验目录》，提升、通风、排水、空气压缩、输送带运输等设备还需按煤矿在用设备安全检测检验规范，由有资质的检测部门进行现场检测。随着煤矿生产自动化、智能化程度的不断提高，各类检测仪器仪表、传感设备、监测设备、通信设备、控制设备、电源等电子类产品使用数量大幅增加，相应的检测需求也日益增加。在煤矿机电设备的检测中，检测仪器的检测水平至关重要。国家级检验中心技术水平较高，拥有相对较先进的仪器装备，但这些仪器主要适用于实验室条件；各省煤矿设备安全检测中心和煤矿企业自己建立的检测机构，所用的检测设备多以分离仪器和针对单个设备的综合检测仪器为主，仪器设备整体的检测水平不高，技术较落后，智能化程度较低。笔者针对目前所存在的问题，基于先进的现代检测技术、计算机技术和智能仪器技术，提出了煤矿在用机械设备及电子类设备性能测试仪器硬件构建和软件设计方法，可实现煤矿机电设备性能准确、有效地检测和评价，为满足现代化煤矿安全生产的需要提供新手段。

免费下载

智能矿山

2022年第02期

446

1492
矿山物联网统一标识编码标准研究

作者(Author)：赵小虎, 丁恩杰, 霍羽, 侯念琦, 张楠, 李晓, 叶青

摘要：目前，我国在大力推行矿山的智能化建设，矿山物联网是实现矿山智能化建设的核心技术支撑。矿山物联网技术的核心是形成对矿山生产过程的整体感知，即对工作人员身体参数、工作环境、位置环境等信息进行主动感知，实现主动式的人员安全保障；对矿山机械、设备的工作状况进行感知，实现设备的预知维修；对矿山常见的灾害风险进行预报预警，以及实现灾害的主动感知；对矿区的环境信息进行快速提取、即时分析和有效控制，以及实现矿区生态环境的主动感知；对矿山的运行管理和发展进行信息挖掘与分析，建立动态立体感知、智能信息管理、智慧决策应用为一体的综合服务管理云平台。矿山生产系统由数量庞大、种类丰富的物品和设备构成，是一个复杂、开放的巨系统；生产信息管理中的联网数据具有海量、多源、异构的特点。为系统性认知矿山生产管理全过程，并顺利开展矿山设备互操作、矿山数据共享和矿山应用开发，亟需对矿山各类物理、逻辑实体进行唯一标识编码，建立统一、开放、兼容、规范的矿山物联网编码体系。虽然ISO/IEC、ITU-T、EPCglobal、国家物联网基础标准工作组等分别针对工业物联网的应用，制定了编码标准，但适用范围多局限于单一应用领域，各成体系，难以满足跨行业、跨领域、跨平台的编码兼容和规模化应用。现有的煤炭行业应用基本都是将各物理、逻辑实体及软件等对象独立编码。不仅矿山内部各管理对象标识不统一，各成体系，而且不同矿山的对象分类及标识编码规则也不统一。针对矿山安全生产管理的特殊性，必须在通用标识系统的基础上将通用和专用编码体系有效结合，制定矿山物联网标识统一标识编码规则与结构。

免费下载

智能矿山

2022年第02期

524

2153
基于机器视觉的矿用带式输送机跑偏故障检测系统

作者(Author)：董征, 张旭辉, 王泰华, 耿天普

摘要：矿用带式输送机将大量煤炭不断从井底运输到地面的过程中，会发生各种各样的故障，其中输送带跑偏是最常见的故障之一。当发生输送带跑偏时，大量煤炭从输送带一侧掉落，直接会影响生产效率，甚至威胁矿工生命安全。机器视觉算法通过采集图像对感兴趣区域的像素进行研究，目前已应用在各行各业，技术日趋成熟。OpenCV视觉库提供了大量的机器视觉与图像处理算法，可快速有效采集图像并进行相应的分析处理。随着智能化矿山与5G的发展，人工智能在矿山智能化建设中发挥重要作用，其中通过视觉算法对设备进行检测与控制的技术已经日渐成熟。中国矿业大学、太原理工大学等研制基于机器视觉检测输送带故障，识别输送量，并根据输送量控制电动机智能调速等技术已经在实验室稳定运行。宁夏广天夏电子科技有限公司、精英数智科技有限公司等研制的基于机器视觉的输送带控制人工智能方案已经投入煤矿应用。传统的带式输送机跑偏检测采用的是接触式跑偏传感器，这种接触式传感器在使用过程中存在安装复杂、灵敏度低、成本高等缺点。因此，设计了基于机器视觉的矿用带式输送机跑偏故障检测系统，采用矿用摄像头采集图像，使用python语言和OpenCV视觉库编译软件进行图像处理，可对煤矿图像进行清晰化处理，有效减少煤尘影响，增加图像清晰度；通过Candy边缘检测、霍夫变换直线检测等图像处理技术快速有效地检测输送机跑偏，并将数据传输至PLC控制纠偏机构动作。

免费下载

智能矿山

2022年第02期

476

4468