科技创新
您当前所在位置是:网站首页 > 科技创新
王国法院士:煤矿智能化(初级阶段)技术体系研究与工程进展
发布时间:2020-07-05     作者:来源于煤炭科学技术    浏览量:2818    分享到:

笔者系统总结分析了我国煤矿智能化发展历程与现状,研究了智能化煤矿顶层设计,分析了制约智能化煤矿建设的数据挖掘、特征提取等基础理论,阐述了智能掘进、基于“透明工作面”的智能开采等新技术,介绍了我国大型煤矿集团进行煤矿智能化建设的成果与实践经验,提出了智能化煤矿建设与发展的思路,为我国煤矿智能化建设提供范例和经验借鉴。   

作者

王国法,任怀伟,庞义辉,曹现刚,赵国瑞,陈洪月,杜毅博,毛善君,徐亚军,任世华,程建远,刘思平,范京道,吴群英,孟祥军,杨俊哲,余北建,宣宏斌,孙希奎,张殿振,王海波

单位

1.中煤科工开采研究院有限公司;2.天地科技股份有限公司;3.西安科技大学;4. 辽宁工程技术大学;5.北京大学 地球与空间科学学院;6.煤炭工业规划设计研究院有限公司;7.中煤科工集团西安研究院有限公司;8.北京交通大学;9.陕西煤业化工集团有限责任公司;10.陕西陕煤陕北矿业有限公司;11. 兖矿集团有限公司;12.神华神东煤炭集团有限责任公司;13.阳泉煤业(集团)有限责任公司;14.大同煤矿集团有限责任公司;15.淄博矿业集团有限责任公司;16.山东能源新汶矿业集团有限责任公司;17.中煤科工集团常州研究院有限公司

摘要

煤炭是可以实现清洁高效利用的最经济、最可靠的能源,煤炭资源的智能、安全、高效开发与低碳清洁利用是实现我国煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。基于我国煤矿智能化初级阶段的发展要求,开展了煤矿智能化技术体系研究和工程建设。

进行了智能化煤矿顶层设计研究,以“矿山即平台”的理念将智能化煤矿整体架构分为设备层、基础设施层、服务层与应用层,实现煤矿生产、安全、生态、保障的智能化闭环管理;针对智能化煤矿存在的信息孤岛问题,开展了多源异构数据建模、特征提取与数据挖掘等技术研究,研发了基于数据驱动的信息实体建模与更新技术;研究了智能化煤矿高精度三维地质模型构建方法,提出了基于地质模型动态更新的煤层厚度自适应截割控制方法;研发了工作面采掘接续智能设计技术,实现了接续工作面图纸、规程、规范的智能设计,大幅降低了采掘接续过程中的重复劳动;研究了掘锚一体机的位姿检测与导航技术、自动打锚杆技术、自动铺网技术、巷道三维建模与质量监测技术,探索了基于远程视频监控的巷道智能高效掘进技术与装备;以“有人巡视,无人操作”为特征的智能化开采工作面在全国逐渐推广应用,开展了基于三维地质模型动态更新的采煤机自适应截割技术研发与实践,在部分矿区取得较好的试验效果。

较详细的阐述了神东矿区、兖矿集团、同煤集团、阳煤集团、淄矿集团、新汶集团等国内大型煤炭生产企业现阶段在智能化煤矿建设中取得的阶段性成果,从技术研发与现场实践相结合的角度分析了智能化煤矿建设过程中存在的主要技术难题与发展方向。

进行了煤矿智能化标准体系研究,提出了煤矿智能化标准体系框架,起草制定了“智能化煤矿分类、分级技术条件与评价指标体系”、“智能化综采工作面分类、分级评价技术条件与指标体系”等相关标准,为智能化煤矿建设提供标准支撑。

 主要附图

图1   智能化矿山综合管控平台

图2   智能化煤矿总体系统架构

QQ截图3.png

图3  矿山数据逻辑模型


图4    矿山数据主动推送策略

QQ截图5.png

图5   基于数据驱动的信息实体更新逻辑

图6   智能化综采工作面远程监控中心

图7   开采系统分布式协同控制


图8   采煤机自适应截割控制方法

QQ截图10.png

图9   综采设备健康状态评价

图10   矿井高精度地质建模技术流程


图11   基于地质模型的煤矿“一张图”

QQ截图13.png

图12   智能采掘接续设计

图13   激光、倾角组合导航技术

图14   自动打锚杆机械装置


图15   自动铺锚网工作过程

图16   掘进成套装备间相对位置感知

图17   基于UWB的矿井精准定位系统

图18   智能通风系统架构

引用格式

王国法,任怀伟,庞义辉,曹现刚,赵国瑞,陈洪月,杜毅博,毛善君,徐亚军,任世华,程建远,刘思平,范京道,吴群英,孟祥军,杨俊哲,余北建,宣宏斌,孙希奎,张殿振,王海波.煤矿智能化(初级阶段)技术体系研究与工程进展[J/OL].煤炭科学技术:1-24[2020-06-22].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20200619.1811.022.html.
WANG Guofa,REN Huaiwei,PANG Yihui,CAO Xiangang,ZHAO Guorui,CHEN Hongyue,DU Yibo,MAO Shanjun,XU Yajun,REN Shihua,CHENG Jianyuan,LIU Siping,FAN Jingdao,WU Qunying,MENG Xiangjun,YANG Junzhe,YU Beijian,XUAN Hongbin,SUN Xikui,ZHANG Dianzhen,WANG Haibo.Research and engineering progress of intelligent coal mine technical system in the early stages[J/OL].Coal Science andTechnology:1-24[2020-06-22].http://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2402.TD.20200619.1811.022.html.(来源:煤炭科学技术)