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煤矿智能化(初级阶段)研究与实践 被引量：477
1
作者 王国法 刘峰 +13 位作者 孟祥军 范京道 吴群英 任怀伟 庞义辉 徐亚军 赵国瑞 张德生 曹现刚 杜毅博 张金虎 陈洪月 马英 张坤 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1-36,共36页
煤炭是我国能源的基石,是可以实现清洁高效利用的最经济、可靠的能源,煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。系统阐述我国煤炭工业发展历程,分析煤矿综合机械化、自动化、智能化的发展过程与现状,列举了部分典型成功案例... 煤炭是我国能源的基石,是可以实现清洁高效利用的最经济、可靠的能源,煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。系统阐述我国煤炭工业发展历程,分析煤矿综合机械化、自动化、智能化的发展过程与现状,列举了部分典型成功案例。详细阐述煤矿智能化的发展理念、特征、技术路径与阶段目标,分析煤矿智能化基础理论与关键技术研究现状,从数据采集与应用标准、装备群智能协同控制、健康状态诊断与维护等方面,分析了实现煤矿智能化开采需要解决的3个关键基础理论难题。从感知层、传输层、平台层和应用层等方面,分析了智能化煤矿的主体系统架构,研究了煤矿智能化建设的主要技术路径。针对不同煤层赋存条件工作面智能化开采的技术要求,提出了薄及中厚煤层智能化无人开采模式、大采高工作面智能耦合人工协同高效开采模式、综放工作面智能化操控与人工干预辅助放煤模式、复杂条件机械化+智能化开采模式等4种开采模式,研究了不同开采模式的核心关键技术与实施效果。介绍了我国煤矿掘进技术与装备发展现状,分析了制约巷道实现快速掘进的关键难题,提出了智能快速掘进的研发方向及技术路径。提出了我国煤矿智能化发展的基本原则,分析不同地域条件煤矿智能化发展模式及评价标准,提出新建矿井智能化建设路径,以及现有生产矿井进行智能化改造的主要任务,从法规体系、财税政策、人才培养等方面提出了保障煤矿智能化建设顺利实施的政策建议。 展开更多
关键词 煤矿智能化 智能开采 智能掘进 系统架构 智能化开采模式 智能矿山
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智慧煤矿与智能化开采关键核心技术分析 被引量：392
2
作者 王国法 赵国瑞 任怀伟 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期34-41,共8页
为解决煤炭开采面临的突出问题,找到煤炭开采未来发展方向和急需突破的关键核心技术,分析了国内外能源结构及煤炭的现状,指出利用科技进步实现安全高效绿色开采和清洁高效利用是煤炭的发展方向,建设智慧煤矿发展智能化开采是煤炭工业发... 为解决煤炭开采面临的突出问题,找到煤炭开采未来发展方向和急需突破的关键核心技术,分析了国内外能源结构及煤炭的现状,指出利用科技进步实现安全高效绿色开采和清洁高效利用是煤炭的发展方向,建设智慧煤矿发展智能化开采是煤炭工业发展的必然选择。提出了智慧煤矿的内涵和3个基础理论问题及研究方向:(1)数字煤矿多源异构数据的统一表达及信息动态关联关系;(2)复杂围岩环境-开采系统作用机理及设备群全程路径和姿态智能控制的理论基础;(3)矿井设备群的系统健康状况预测、维护决策机制。提出了建设智慧煤矿MOS多系统综合管理、井下机器人群协同智慧和馈电管理、井下精确定位导航和5G通信管理、地质及矿井采掘运通信息动态管理、视频增强及实时数据驱动三维场景再现远程干预、环境及危险源感知与安全预警系统管理、智能化无人工作面系统管理和全矿井设备和设施健康管理八大智能系统管理操作平台的构想,分析了各平台的功能、特征和关键核心问题,提出了相应的建设路径和方法;分析了智慧煤矿的构成和建设目标,提出了智能化开采的八大核心技术短板和亟待攻破的关键技术,提出了技术层面从数据获取利用、智能决策和装备研发3个主要方向进行突破,管理层面从科学产能布局、专业化运行服务和建立新规范规程体系等促进发展的措施,指出了智慧煤矿和智能化开采技术发展的目标和实现路径。 展开更多
关键词 智慧煤矿 智能化开采 智能系统 操作平台 补短板 发展对策
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智慧煤矿与智能化开采技术的发展方向 被引量：294
3
作者 王国法 杜毅博 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期1-10,共10页
发展智慧煤矿是我国煤炭工业发展的必由之路,我国煤炭以井工开采为主,在薄煤层、大采高、超大采高、特厚煤层综放智能化开采方面取得重要进展。提出智慧煤矿应基于一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成... 发展智慧煤矿是我国煤炭工业发展的必由之路,我国煤炭以井工开采为主,在薄煤层、大采高、超大采高、特厚煤层综放智能化开采方面取得重要进展。提出智慧煤矿应基于一套标准体系、构建一张全面感知网络、建设一条高速数据传输通道、形成一个大数据应用中心、开发一个业务云服务平台,面向不同业务部门实现按需服务,构建8大智慧系统,并对智慧煤矿智能系统设计建设的基本结构和原则进行分析。同时提出了智慧煤矿当前5大重点研发方向:精准地质信息系统及随掘随采探测技术与装备;智慧煤矿物联网技术与装备;巷道智能化快速掘进技术与装备;智能化无人开采关键技术与装备;煤矿机器人技术及产品研发,对各研发方向所涉及的关键核心技术问题进行了具体分析,并提出了研发的技术路线与关键装备。指出智慧煤矿与智能化开采是一个巨系统,应遵循系统工程理论和采矿规律,开发智慧煤矿巨系统综合管理开发式操作平台,智慧煤矿巨系统操作平台核心应包括:基于Ethernet/IP的生产过程控制数据交换标准化;基于Web Service的信息系统跨平台交互;煤矿大数据采集分析处理平台;开放式多系统管理软件及操作平台。根据智慧煤矿巨系统业务逻辑,提出建设"1+8智能操作平台",实现各生产环节多信息融合和智能化协同生产。最后提出了智慧煤矿建设的总目标和阶段性实现目标及发展路径。 展开更多
关键词 智慧煤矿 智能化开采 技术架构 煤矿机器人 煤矿巨系统 操作平台
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三论数字矿山——借力物联网保障矿山安全与智能采矿 被引量：241
4
作者 吴立新 汪云甲 +4 位作者 丁恩杰 朱旺喜 张瑞新 张申 王植 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期357-365,共9页
在简要总结我国数字矿山建设成效的基础上,梳理了数字矿山内涵及其不同理解,讨论了自动采矿、遥控采矿、矿山物联网、感知矿山、智能采矿等相关概念及其与数字矿山的联系。结合采矿科技进步,采用数字化、信息化与自动化3条主线对数字矿... 在简要总结我国数字矿山建设成效的基础上,梳理了数字矿山内涵及其不同理解,讨论了自动采矿、遥控采矿、矿山物联网、感知矿山、智能采矿等相关概念及其与数字矿山的联系。结合采矿科技进步,采用数字化、信息化与自动化3条主线对数字矿山等概念进行了矩阵描述。指出:数字化、信息化、自动化是智能采矿的3项关键技术,数字化与信息化相辅相成,共同支撑矿山自动化;数字矿山是感知矿山与智能采矿的基础,感知矿山是智能采矿的保障。以当前煤矿安全避险六大系统建设和金属矿无人采矿系统技术发展为例,明确了数字矿山借力物联网的新任务。并面向矿山安全与智能采矿,分析提出了"十二五"期间数字矿山的5个主攻方向,即数字矿山集成平台、采矿模拟仿真系统、露天矿全自动化系统、井下定位与导航技术、采场环境智能感知技术。 展开更多
关键词 数字矿山 物联网 感知矿山 智能矿山 智能采矿 矿山安全
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煤矿智能化(初级阶段)技术体系研究与工程进展 被引量：214
5
作者 王国法 任怀伟 +18 位作者 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 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期1-27,共27页
煤炭是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... 煤炭是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,通过在刮板输送机上布设巡检机器人与三维激光扫描仪,将三维激光扫描数据与地质模型数据、采煤机位姿数据、采煤机摇臂截割数据进行有效融合,获取采煤机的实时截割曲线,通过比对采煤机实际截割曲线与地质模型的煤岩层分界面曲线,实现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。分析了智能分选技术、智能辅助运输技术、5G通信技术在煤矿井上下应用存在的技术难点及解决的技术路径,从技术研发角度系统分析了制约智能化煤矿建设的关键技术难题。详细阐述 展开更多
关键词 煤矿智能化 顶层设计 智能化开采 智能掘进 三维地质模型 标准体系
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煤炭智能化开采关键技术创新进展与展望 被引量：192
6
作者 王国法 范京道 +1 位作者 徐亚军 任怀伟 《工矿自动化》 北大核心 2018年第2期5-12,共8页
全面总结了薄煤层和较薄煤层智能化开采、厚煤层大采高和超大采高智能化开采、特厚煤层综放开采智能化技术的创新与实践,分析了存在的不足;提出了综采装备适应围岩活动及环境动态变化所需攻克的采煤机智能调高控制、液压支架群组与围岩... 全面总结了薄煤层和较薄煤层智能化开采、厚煤层大采高和超大采高智能化开采、特厚煤层综放开采智能化技术的创新与实践,分析了存在的不足;提出了综采装备适应围岩活动及环境动态变化所需攻克的采煤机智能调高控制、液压支架群组与围岩的智能耦合自适应控制、工作面直线度智能控制、基于系统多信息融合的协同控制、超前支护及辅助作业的智能化控制5项关键技术,为将智能开采由目前的初级阶段升级为自学习、自决策、自修正的高级阶段奠定技术基础;对煤炭行业近期、中期和远期提出了智能化、有限无人化和流态化的技术发展方向和目标,展望了可能的发展路径及需要突破的关键技术和发展方向。 展开更多
关键词 煤炭开采 智能化开采 无人化开采 流态化开采 采煤机智能调高 智能耦合自适应控制 工作面直线度智能控制 协同控制
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知识管理系统的构建及其策略 被引量：73
7
作者 邱晖 孙政顺 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2001年第1期52-54,72,共4页
知识管理和知识管理系统是目前和将来知识经济下的一个重要研究领域，该文对知识管理以及知识管理系统的概念、功能、构建原则和构建过程中的系统策略进行了分析，提出了一些比较新颖和实用的模式和方法，对于各种信息技术如个性化研究... 知识管理和知识管理系统是目前和将来知识经济下的一个重要研究领域，该文对知识管理以及知识管理系统的概念、功能、构建原则和构建过程中的系统策略进行了分析，提出了一些比较新颖和实用的模式和方法，对于各种信息技术如个性化研究、搜索过滤算法、分类策略、智能代理、知识挖掘在知识管理系统中的应用进行了比较全面的分析研究。 展开更多
关键词 人工智能 知识管理系统 知识挖掘 知识库 数据库
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智能化开采研究进展与发展趋势 被引量：129
8
作者 李首滨 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期102-110,共9页
我国煤炭工业逐步进入智能化开采阶段,智能化开采是分阶段逐步实现的,从技术到装备的进步是促进煤矿智能化开采的重要保障。描述了我国煤矿智能化开采技术及设备的发展历程,给出了我国在智能化开采领域的典型示范工程应用,通过分析归纳... 我国煤炭工业逐步进入智能化开采阶段,智能化开采是分阶段逐步实现的,从技术到装备的进步是促进煤矿智能化开采的重要保障。描述了我国煤矿智能化开采技术及设备的发展历程,给出了我国在智能化开采领域的典型示范工程应用,通过分析归纳总结了智能化开采分为4个阶段,分别定义为智能化开采1.0、智能化开采2.0、智能化开采3.0和智能化开采4.0,并对每个阶段进行了阐释,给出了其典型特点和技术概要。分析了智能化开采应用存在的3点主要制约因素,即成套装备的稳定性、可靠性差;智能化开采技术适应性不强;智能化开采观念、思想、管理模式有待提升等,针对这些制约因素提出了相应的技术及管理对策。对智能化开采各个阶段进行了评述,提出一种智能自适应开采技术模式下的控制理论模型,对三维激光扫描技术、随采物探装备技术、机器人技术等智能化开采关键技术进行了展望。分析认为,目前智能化开采已经在向智能化开采3.0阶段过渡,仍须在管理观念、投入力度、研发团队建设等多方面下大工夫。随着各种先进技术的逐步推广应用,终将实现智能化开采的更高阶段目标。 展开更多
关键词 智能化开采 智能自适应 机器人技术 智慧矿山
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智慧矿山框架与发展前景研究 被引量：124
9
作者 李梅 杨帅伟 +1 位作者 孙振明 吴浩 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2017年第1期121-128,134,共9页
首先回顾了我国数字矿山的现状,阐述了当前数字矿山建设的主要内容,并剖析了当前数字矿山建设中存在的问题和挑战。从创新技术角度提出了智慧矿山的技术框架,并对智慧矿山发展中面临的安全、管理、效益等关键技术问题进行了研究,提出物... 首先回顾了我国数字矿山的现状,阐述了当前数字矿山建设的主要内容,并剖析了当前数字矿山建设中存在的问题和挑战。从创新技术角度提出了智慧矿山的技术框架,并对智慧矿山发展中面临的安全、管理、效益等关键技术问题进行了研究,提出物联网、大数据挖掘与知识发现、虚拟现实、柔性生产、扁平化管理等新思路将成为未来矿山企业发展新的契机。 展开更多
关键词 数字矿山 智慧矿山 物联网 数据挖掘 扁平化管理
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智能化采煤装备的关键技术 被引量：113
10
作者 葛世荣 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第9期7-11,共5页
基于无人化采矿技术理念,介绍了煤矿井下智能化开采发展方向,提出了煤矿智能化采掘的定义及技术内涵。回顾了我国智能化采煤装备技术发展及现状,指出我国有抢占智能采掘装备技术制高点的机遇。阐述了智能化采煤装备的"三个感知,三... 基于无人化采矿技术理念,介绍了煤矿井下智能化开采发展方向,提出了煤矿智能化采掘的定义及技术内涵。回顾了我国智能化采煤装备技术发展及现状,指出我国有抢占智能采掘装备技术制高点的机遇。阐述了智能化采煤装备的"三个感知,三个自适"技术构架,展望了与其相关的煤岩高效自适应截割技术、液压支架自适应控制技术、动力传递自适应调控技术、煤岩界面智能识别技术、采煤装备智能诊断技术、采煤装备自主巡航技术等6项关键技术的突破方向。 展开更多
关键词 智能化采矿 煤矿开采 无人工作面 感知矿山 采掘装备
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煤矿掘进机的机器人化研究现状与发展 被引量：93
11
作者 杨健健 张强 +4 位作者 王超 常博深 王晓林 葛世荣 吴淼 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期2995-3005,共11页
基于煤矿巷道掘进智能化、无人化的发展要求,综述了悬臂式掘进机综掘技术、连续采煤机掘进技术和掘锚一体化掘进技术3条掘进作业线的国内外发展现状,依据国家煤炭安全监察局发布的《煤矿机器人重点研发目录》中对煤矿掘进机器人的规划,... 基于煤矿巷道掘进智能化、无人化的发展要求,综述了悬臂式掘进机综掘技术、连续采煤机掘进技术和掘锚一体化掘进技术3条掘进作业线的国内外发展现状,依据国家煤炭安全监察局发布的《煤矿机器人重点研发目录》中对煤矿掘进机器人的规划,从感知、决策、执行3个层面分析了煤矿掘进机的机器人化应具备的特征,感知层通过多类传感器对煤矿井下巷道环境信息进行采集感知,决策层分析和求解作业任务,并融合感知层传输的环境信息,制定规划出最适合的控制策略,执行层接收决策层的指令,对机器人化掘进群组的位姿和运动进行控制。系统阐述了机器人化掘进群组关键技术:掘进机器人的自主定位、煤岩识别与自动截割、远程监控与故障检测等技术;临时支护机器人的自动支护技术;钻锚机器人的平行钻锚技术;辅助装载输送机器人的同步运输技术等。对比分析国际先进机器人化掘进装备和群组,结合我国煤矿巷道掘进技术与装备的现状,提出了煤矿掘进机的机器人化技术与装备发展思路和研究方向:冲击致裂-快速掘进新技术;远程前探-精准惯导新技术;协同掘支-自适护顶新装备;钻锚一体-智能锚固新装备,实现钻探-掘进-支护-锚固-运输协同作业的机器人化掘进群组快速掘进技术,最终达到煤矿巷道掘进作业少人化、无人化的目标。 展开更多
关键词 智能掘进机 机器人化作业 掘进机器人群组 无人化开采
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现代金属矿业的发展主题 被引量：88
12
作者 古德生 周科平 《金属矿山》 CAS 北大核心 2012年第7期1-8,共8页
我国是矿业大国,但非矿业强国。为了加速金属矿业现代化,依据国情,思考未来,提出了我国金属矿业的三大发展主题,即绿色开发、深部开采和智能采矿。对发展主题的相关定义、内涵、创新背景、科技需求与发展前景等分别进行了讨论,进而提出... 我国是矿业大国,但非矿业强国。为了加速金属矿业现代化,依据国情,思考未来,提出了我国金属矿业的三大发展主题,即绿色开发、深部开采和智能采矿。对发展主题的相关定义、内涵、创新背景、科技需求与发展前景等分别进行了讨论,进而提出了一些具有新意的学术思想。 展开更多
关键词 金属矿业 绿色开发 深部开采 智能采矿
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互联网+智慧矿山发展方向 被引量：88
13
作者 霍中刚 武先利 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2016年第7期28-33,63,共7页
针对目前国内智慧矿山还处于起步建设阶段,各个煤矿存在的多系统缺乏统一规范标准,不能及时挖掘大数据潜在价值,大部分矿井没有三维实景综合信息展示平台,不能有效解决实时感知重大灾害的预警预报,有效及时搜救决策等迫切需要解决的问题... 针对目前国内智慧矿山还处于起步建设阶段,各个煤矿存在的多系统缺乏统一规范标准,不能及时挖掘大数据潜在价值,大部分矿井没有三维实景综合信息展示平台,不能有效解决实时感知重大灾害的预警预报,有效及时搜救决策等迫切需要解决的问题,讨论了互联网+智慧煤矿的建设应该着重推进综采工作面智慧感知、"一网一站"综合智慧通信、三维实景智慧管理平台、智慧矿山数据挖掘及增值利用等方面的建设内容,并介绍了以山西王坡煤矿为示范工程的智慧矿山建设成效及下一步的发展方向。 展开更多
关键词 智慧矿山 互联网+ 一网一站 三维实景 数据挖掘 增值服务
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中国煤矿智能开采科技创新与发展 被引量：86
14
作者 王金华 黄曾华 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2014年第9期1-6,21,共7页
分析了近十年来国内外煤矿智能开采的技术发展过程,总结出国外智能化开采的技术思路是:通过地质勘探结合掘进技术方式描绘开采煤层的赋存分布,通过惯性导航采煤机实现智能开采;在国内智能开采方面则是提出了"无人跟机作业,有人安... 分析了近十年来国内外煤矿智能开采的技术发展过程,总结出国外智能化开采的技术思路是:通过地质勘探结合掘进技术方式描绘开采煤层的赋存分布,通过惯性导航采煤机实现智能开采;在国内智能开采方面则是提出了"无人跟机作业,有人安全值守"的开采理念,构建了"以工作面自动控制为主,监控中心远程干预为辅"的中国煤炭智能开采模式,并对国内厚煤层和薄煤层的智能开采工业试验和生产进行了技术总结。对未来智能开采的技术框架进行了设计,将智能开采的关键技术分为:智能探测、智能导航和智能控制3个主要部分,并对煤岩分界、煤矸识别、工作面超前探测技术创新进行了展望,指出煤矿智能开采科技创新依赖于开采装备、开采技术和开采理念的不断进步。 展开更多
关键词 煤炭开采 智能开采 科技创新 智能探测 智能导航
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金属矿山固废充填研究现状与发展趋势 被引量：82
15
作者 程海勇 吴爱祥 +4 位作者 吴顺川 朱加琦 李红 刘津 牛永辉 《工程科学学报》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期11-25,共15页
介绍了以膏体+多介质协同充填、同步充填和功能性充填为代表的新兴充填理念.系统阐述了以流变力学和固体力学为主体的矿山充填力学架构,剖析了原位多场多因素扰动作用,并介绍了最新研发的充填体多场耦合监测系统.总结了全尾砂深度浓密... 介绍了以膏体+多介质协同充填、同步充填和功能性充填为代表的新兴充填理念.系统阐述了以流变力学和固体力学为主体的矿山充填力学架构,剖析了原位多场多因素扰动作用,并介绍了最新研发的充填体多场耦合监测系统.总结了全尾砂深度浓密、固液混合搅拌以及长距离浆体输送等充填核心环节的发展特点及研究进展.分析了充填智能化发展的必要性,梳理了充填领域涉及的智能化算法,提出了充填智能化未来发展思路.通过对矿山固废充填发展趋势分析,认为未来矿山固废充填需要深度拓展绿色发展内涵,进一步探索模块化、规模化和智能化之路,积极融入并服务深地开采需求,充填采矿法或将成为深部采矿和绿色采矿未来可期的唯一解决方案. 展开更多
关键词 金属矿山 充填采矿方法 固体废弃物 绿色开采 智能采矿 深部开采
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煤矿智能化开采技术研究现状及展望 被引量：78
16
作者 唐恩贤 张玉良 马骋 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期111-115,共5页
通过分析煤矿智能化开采技术研究现状,指出目前我国煤矿智能化开采技术研究大多处于初级阶段,主要以“可视化远程干预型”智能化开采技术路线为主,虽然实现了井下工作面无人、少人作业,但受限于传感器水平与处理系统性能等困境,导致综... 通过分析煤矿智能化开采技术研究现状,指出目前我国煤矿智能化开采技术研究大多处于初级阶段,主要以“可视化远程干预型”智能化开采技术路线为主,虽然实现了井下工作面无人、少人作业,但受限于传感器水平与处理系统性能等困境,导致综采装备整体智能化程度不高,且不能智能感知工作面地质条件变化,并通过智能分析决策系统进行装备及工艺的自适应调整。尽管目前国内外科研机构和高等院校正在开展煤岩识别等有关技术难题的研究和探索,但基本都处于理论研究阶段,还未进行真正的实践应用。另外,现有装备未实现故障自诊断及采集数据的大数据分析整合,导致现有智能化开采技术未取得实质性突破。因此,在诸多新技术尚不成熟以及关键性技术难题尚未攻克的前提下,未来的一段时间里,不能完全沿着现有的技术路线进行探索和研究,需要不断开展技术创新。从目前智能化开采技术应用过程存在的关键技术难题出发,重点对地理地质信息系统的透明工作面、工作面复杂环境条件与智能化采煤的耦合应用、高速监控平台和大数据分析处理技术、系统自适应和故障自诊断技术等创新性研究内容进行了展望,同时为进一步提升煤矿智能化开采技术水平,提供一些建议和思路。 展开更多
关键词 智能化开采 地理地质信息 自适应 自诊断 大数据分析 智能矿山
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大采高综采智能化工作面开采关键技术研究 被引量：74
17
作者 黄乐亭 黄曾华 张科学 《煤矿开采》 北大核心 2016年第1期1-6,共6页
大采高综采智能化工作面开采是采用综采智能化成套装备一次开采全厚达3.5～8.8m厚煤层的开采技术,其具有生产过程复杂、设备种类众多、矿压显现剧烈等特点.研究指出,矿压显现特征是围岩破坏强度明显增大、支承压力与峰值明显增大和煤壁... 大采高综采智能化工作面开采是采用综采智能化成套装备一次开采全厚达3.5～8.8m厚煤层的开采技术,其具有生产过程复杂、设备种类众多、矿压显现剧烈等特点.研究指出,矿压显现特征是围岩破坏强度明显增大、支承压力与峰值明显增大和煤壁极易发生片帮冒顶等,分析了其存在的问题并提出解决思路;提出大采高综采智能开采系统是一个复杂的系统工程,其关键控制技术是工作面总控制网络技术、围岩支架耦合控制技术、高清可视化技术、快速移架控制技术和设备三维虚拟现实技术.现场工程实践的应用是对大采高综采智能化工作面开采的一次有益探索. 展开更多
关键词 大采高 综采 智能化工作面 智能开采 无人化
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基于5G技术的煤矿智能化开采关键技术探索 被引量：68
18
作者 范京道 闫振国 李川 《煤炭科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第7期92-97,共6页
5G的到来,极大地促进了云计算、大数据和人工智能等技术的深度融合,成为包括煤矿智能化开采在内的各行各业升级转型的关键基础设施,必将推动煤矿智能化开采技术的创新与变革。首先阐述了煤矿智能化开采的发展历程,总结了相关的政策支持... 5G的到来,极大地促进了云计算、大数据和人工智能等技术的深度融合,成为包括煤矿智能化开采在内的各行各业升级转型的关键基础设施,必将推动煤矿智能化开采技术的创新与变革。首先阐述了煤矿智能化开采的发展历程,总结了相关的政策支持和技术发展态势,系统分析了智能化开采技术在应用推广过程中亟待解决8个方面的问题,即:工作面自动找直技术、复杂环境下的高清晰可视化技术、煤炭开采多场动态信息融合的4D透明地质构建技术、煤岩自动识别及智能截割技术、高质量传感器研制与多传感器数据融合技术、采矿工艺智能化技术、煤炭智能化开采的微服务系统平台架构、危险源智能感知与预警技术;并从宏观角度分析凝练了技术方面的制约因素,提出以5G技术为核心汇聚而成的技术生态必将成为解决上述问题的一种有效手段。其次,深入研究了通信技术和煤矿开采技术之间的关系,分析了5G技术在智能化开采中的特点和优势,构建了智能化开采核心技术与5G技术生态关联矩阵,指出5G大带宽、泛在万物互联、低时延高可靠、切片技术等特性和技术在煤矿智能化开采发展中的关键支撑作用,阐述了5G生态在煤矿智能化开采中的重要性,并展望了随着5G技术生态的不断成熟,煤矿智能化开采将探索衍生出的一些高效关键技术和生产管理模式。最后,从多个方面探索了5G技术在智能化开采中的关键应用,包括:系统计算分析管控模式、4D-GIS透明地质和实时推演、工作面自动找直、视频驱动的智能化开采、井下环境感知等。最后针对煤矿智能化开采提出了一种基于5G技术的解决方案以供探讨。 展开更多
关键词 智能化开采 5G技术 万物互联 智能煤矿 人工智能
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基于数字孪生的综采工作面生产系统设计与运行模式 被引量：63
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作者 谢嘉成 王学文 杨兆建 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1381-1391,共11页
为进一步深化数字开采在智能化无人开采和智慧矿山建设中的关键地位,形成稳定、可靠和具有实际应用指导意义的整体框架,提出一种基于数字孪生的综采工作面生产系统设计与运行模式。在综采设计与监控服务系统的驱动下,实现生产要素管理... 为进一步深化数字开采在智能化无人开采和智慧矿山建设中的关键地位,形成稳定、可靠和具有实际应用指导意义的整体框架,提出一种基于数字孪生的综采工作面生产系统设计与运行模式。在综采设计与监控服务系统的驱动下,实现生产要素管理配置、生产过程预仿真与实时监控等在物理综采工作面、虚拟综采工作面、综采设计与监控服务系统的迭代运行,实现全要素、全流程、全数据的集成和融合,达到生产系统最优配置和装备协同安全高效开采的目的。对3个阶段的技术构架和关键技术进行了详细描述。以一个原型系统为例进行分析,可依次完成综采装备与煤层的数字化设计、虚拟仿真开采模拟与实时运行数据驱动的虚拟监测监控,为智能化无人化开采提供了核心技术和平台依托。 展开更多
关键词 综采工作面 数字孪生 虚拟现实 智慧矿山 无人开采
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煤炭智能开采地质保障技术及展望 被引量：60
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作者 董书宁 刘再斌 +3 位作者 程建远 陈宝辉 代振华 李丹 《煤田地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期21-31,共11页
煤炭智能开采是我国煤炭工业在新一轮技术变革下的战略选择,是实现煤矿安全高效生产的必由之路,地质保障技术可为煤炭智能开采提供准确可靠的地质数据支撑,且能有效探查隐蔽致灾地质因素以减少煤矿生产灾害事故的发生。我国煤炭地质保... 煤炭智能开采是我国煤炭工业在新一轮技术变革下的战略选择,是实现煤矿安全高效生产的必由之路,地质保障技术可为煤炭智能开采提供准确可靠的地质数据支撑,且能有效探查隐蔽致灾地质因素以减少煤矿生产灾害事故的发生。我国煤炭地质保障技术从服务于资源勘查、高产高效矿井建设到服务于煤矿安全高效生产,从基础地质勘查工作、GIS系统到隐蔽致灾因素探查,不同时期的煤炭地质保障技术具有鲜明的特点。分析了在煤炭智能开采背景下地质保障技术面临的3个难题:地质条件探测精度不足、动态地质信息监测困难与智能开采缺乏统一的地质基础。在前期研究的基础上,论述了面向煤炭智能开采的地质保障技术体系,主要包含高精度综合探测、一体化智能在线监测、工作面地质透明化三大关键技术,通过煤炭开采过程中地质信息综合精准感知、动态融合、同步映射和孪生反馈,实现地质保障的数字化、三维可视化和智能化。面对新一轮能源科技革命和产业变革,针对新形势下煤矿安全发展新要求,提出了煤炭智能开采地质保障云平台、技术标准体系构建的发展方向,平台化、标准化的技术体系可为煤炭安全高效智能绿色开采提供可靠的地质保障。 展开更多
关键词 智能开采 地质保障 透明矿井 综合探测 智能监测
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