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智能煤矿建设一体化解决方案及关键技术与成套装备

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矿业装备 2024年第2期 176-178页

作者：刘海云晋中职业技术学院山西晋中030600

我国的煤矿以井下开采为主,其工作环境复杂多变,同时还存在着复杂的地质条件和自然条件,如瓦斯、水、火、冲击地压等,这给矿井的安全生产带来了巨大的挑战。与此同时,日益加剧的人口老龄化和劳动力资源急剧下降,对煤炭企业的今后发展也... 详细信息

我国的煤矿以井下开采为主,其工作环境复杂多变,同时还存在着复杂的地质条件和自然条件,如瓦斯、水、火、冲击地压等,这给矿井的安全生产带来了巨大的挑战。与此同时,日益加剧的人口老龄化和劳动力资源急剧下降,对煤炭企业的今后发展也产生了很大的影响,因此,煤矿智能化建设成为了新的发展方向。

关键词：智能煤矿建设一体化解决方案关键技术成套装备

再论智能煤矿建设路线——基于人工智能3.0视角

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煤炭科学技术 2022年第1期50卷 256-264页

作者：胡青松钱建生李世银孙彦景中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市智能安全与应急协同工程研究中心江苏徐州221116

合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障。指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征,只有实现了人工智能基本要素,才能让传统煤矿企业发展出"智能";只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能,... 详细信息

合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障。指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征,只有实现了人工智能基本要素,才能让传统煤矿企业发展出"智能";只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能,才能称为煤矿智能化。提出一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路,它包括煤矿应用、计算能力、知识库、算法库和数据设施5大部分,简称ACKADa(Application,Computing,Knowledge,Alogorithm,Data)。应用平台包括一个大平台、若干小平台和N个子系统,数据设施包括感知网络、骨干网络、自动化改造与综合接入、大数据中心,计算能力包括边缘计算、云计算和部分大数据中心设施,算法库包括智能设备健康算法、智能采掘算法、智能定位导航算法、智能视频分析算法等,知识库包括周知型知识库和习得型知识库。相比其他建设方法,ACKADa思路的建设内容更加完整合理,且具有理论上更易理解、实践中更易使用的优势,并能将综合自动化、矿山物联网、大数据、云计算、边缘计算等技术统一在一个井然有序的逻辑体系。

关键词：智能煤矿人工智能矿山物联网云计算边缘计算端-边-云

智能煤矿建设条件适宜性评价及多方案决策方法

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智能煤矿建设条件适宜性评价及多方案决策方法

作者：李昱中国矿业大学

学位级别：硕士

在“双碳”背景下,智能煤矿建设已成为保证我国煤炭行业稳健发展和转型升级的关键手段。准确评价煤矿是否适宜进行智能化建设以及科学选取智能煤矿的最优建设方案对确保智能煤矿建设成功而言具有重要的现实意义。为降低在我国煤矿智能... 详细信息

在“双碳”背景下,智能煤矿建设已成为保证我国煤炭行业稳健发展和转型升级的关键手段。准确评价煤矿是否适宜进行智能化建设以及科学选取智能煤矿的最优建设方案对确保智能煤矿建设成功而言具有重要的现实意义。为降低在我国煤矿智能化建设过程中由于信息获取不完全和对智能化建设的盲目追求造成的决策失误风险,从以下两方面进行研究:（1）基于国内煤矿的建设条件信息,构建包括煤层状态、水文地质、瓦斯安全、开采信息和生产管理五个维度的智能煤矿建设条件适宜性评价体系。结合粗糙集理论,将归一化后的属性重要度作为各指标的客观权重。根据决策与实验室法,以各级指标的中心度为其主观权重。将二者结合从而实现指标的综合赋权。随后引入三支决策模型,通过设定不同决策导致不同的成本损失函数,确定三支决策规则的阈值,构造智能煤矿建设条件适宜性评价模型。将构建的评价模型与传统方法（如层次分析法）进行对比。结果表明,该模型具有更高的评价精度。在26座适宜进行智能化建设的煤矿中,有23座实现准确评价。验证了该模型对评价智能煤矿建设条件适宜性水平的有效性和可靠性;（2）根据智能煤矿的系统构成将其建设系统划分为智能掘进、安全监控和经营管理等十项子系统,在此基础上构成由十项子系统建设方案组成的方案集。将十项建设方案的相关决策信息归一化,得到智能煤矿建设方案决策的初始决策矩阵。在选定正、负理想建设方案后,结合前景理论,根据决策者的风险态度,求解价值函数和概率权重函数,加权求和可得各建设方案的综合前景值并确定各子系统建设的优先级顺序。另外,通过设定风险参数,反映决策者在不同环境下的风险态度,从而剖析决策者的风险偏好程度对智能煤矿建设方案决策结果的影响。结果表明,无论决策者持何种风险态度,优先进行智能化建设的前三项子系统均为智能综采系统、主煤流运输系统和智能掘进系统。与我国当前煤矿智能化建设的成果对比可知,在积极实现综采和掘进系统智能化的同时,也应推进主煤流运输系统的智能化建设。该论文有图22幅,表19个,参考文献121篇。

关键词：智能煤矿粗糙集三支决策前景理论多方案决策

我国智能煤矿发展的政策研究——基于政策文本的量化分析

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我国智能煤矿发展的政策研究——基于政策文本的量化分析

作者：程思杰中共中央党校

学位级别：硕士

当前,我国煤炭行业状况与高质量、可持续的发展要求并不相符。而与此同时,社会整体的数字化水平快速提升,数据成为新的生产要素。以数字技术赋能煤炭产业的优化升级、推动煤矿的数字化改造、提升煤矿开采的智能化发展水平成为煤炭行业... 详细信息

当前,我国煤炭行业状况与高质量、可持续的发展要求并不相符。而与此同时,社会整体的数字化水平快速提升,数据成为新的生产要素。以数字技术赋能煤炭产业的优化升级、推动煤矿的数字化改造、提升煤矿开采的智能化发展水平成为煤炭行业在数字化条件下实现高质量发展的必然选择。而深入推进智能煤矿发展受到多方面因素制约,需要相关政府部门将其纳入政策议程,并为之提供科学合理的政策支持。基于此,本文围绕如何优化煤矿智能化发展政策提出了关于政府政策议程确立、政策文件发文特点与政策文件改进建议等三个研究问题。为研究推动煤矿智能化发展进入我国政府政策议程的因素,本文在对煤矿的智能化发展与我国在新时代下的价值理念和发展阶段相契合、与“十四五”时期战略意图和规划方案相匹配、与破除当前煤炭行业的发展瓶颈相呼应、与煤矿企业提高经营效益的需求相符合、与推进政府治理现代化的要求相一致这五个方面进行详细阐释后提出,推动煤矿智能化发展进入我国政府政策议程是政府与市场主体双方主动介入、共同努力的结果。并依据相关部门的职责划分与所发挥的作用,详细分析了特定政府职能部门参与到煤矿智能化发展政策过程的应然性与必要性。为研究出台的煤矿智能化发展政策的文件特点及其所产生的影响,本文围绕政策输出的部门、形式与内容三个要素,构建起了对政策文件进行量化分析的理论框架,以对政策文件从政策文件发文部门、政策文件输出载体以及政策文件所用工具这三个维度进行量化描述与分析。在此基础上,本文又构建起对政策文件特征进行量化分析的指标体系,并以回归分析方法对相关政策文件在煤矿智能化发展进程中所产生的影响进行了量化分析。为研究煤炭强省省级政府出台的煤矿智能化发展政策文件与国家层面所出台政策文件的异同,本文基于典型性价值与统计学意义的考量,选取了具有独特的煤炭资源依赖型经济结构与省域治理特色的山西省作为案例分析研究对象,以多源流模型对山西省建立旨在推动煤矿智能化发展的政策议程进行分析,并对其在该事项上出台的政策文件与所处的政策环境特点进行量化描述性分析。在上述量化分析与案例分析的基础上,本文总结出当前我国政府针对推动煤矿智能化发展所出台的政策文件存在需要优化的三个方面。其中,在政策文件发文部门维度面临融合空间有限、协同性有待提升的问题,在政策文件输出载体维度面临发文数量较少、灵活性有待增强的问题,在政策文件所用政策工具维度面临工具强制性高、自愿性有待激发的问题。据此,本文进一步提出,政府部门在推动煤矿智能化发展过程中应当优化政府政策议程、提高部门间协同能力,同时也应当提升政策文件质量、增强政策工具效用。

关键词：公共政策智能煤矿政策议程政策工具协同治理数字化转型

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智能煤矿矿用水泵状态检测的措施研究

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2023年第4期 191-194页

作者：田延凯王京刚杨明华淄博市产品质量检验研究院山东淄博255000

矿用水泵是矿井开采过程中不可缺少的一项关键装备,它可以保证矿井开采过程中不受地下水污染。通过对泵的信号进行预报,得到了将来泵有无可能出现故障等三个方面的设计指标。该项目将实现对时域信号的故障判定,并在出现故障时判定其种类... 详细信息

矿用水泵是矿井开采过程中不可缺少的一项关键装备,它可以保证矿井开采过程中不受地下水污染。通过对泵的信号进行预报,得到了将来泵有无可能出现故障等三个方面的设计指标。该项目将实现对时域信号的故障判定,并在出现故障时判定其种类,以期减少相关工作人员的工作,并对时域信号进行监控和预警,从而提高煤矿的智能化管理水平,提高生产效率,并将故障问题扼杀在萌芽状态。

关键词：智能煤矿矿用水泵状态检测

融合5G技术生态的智能煤矿总体架构及核心场景

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煤炭学报 2020年第6期45卷 1949-1958页

作者：范京道李川闫振国陕西延长石油(集团)有限责任公司陕西西安710075 西安科技大学安全科学与工程学院陕西西安710054 陕西延长石油矿业有限责任公司陕西西安710016 国家应急管理部煤矿智能化开采技术创新中心陕西延安727307

5G技术的到来,强化和深度融合了物联网、大数据、人工智能等技术,已经形成了较为成熟的5G技术生态,有力推动了包括煤炭企业在内的各个行业的转型升级和智能化发展。通过分析移动通信技术与煤矿建设的关系,明确了5G技术在煤矿生产中所具... 详细信息

5G技术的到来,强化和深度融合了物联网、大数据、人工智能等技术,已经形成了较为成熟的5G技术生态,有力推动了包括煤炭企业在内的各个行业的转型升级和智能化发展。通过分析移动通信技术与煤矿建设的关系,明确了5G技术在煤矿生产中所具有的重要作用,揭示了5G技术生态是智能煤矿建设的重要推动力;详析分析了当前制约煤矿智能化的井下高效通信、装备智能化、决策智能化等方面的主要问题,并且从5G技术生态的角度探讨了解决当前问题的技术手段;研究了智能煤矿的内涵,提出了智能煤矿的定义,明确了智能煤矿必须具备时空一体、万物互联、数据融合、全息感知、业务联动、智能决策六大特征;揭示了智能煤矿基础设施所需要的5G技术生态、混合云和GIM技术等3个技术要素,提出顶层设计中所涉及的云边端思维模式、微服务架构和基于一张图的智能态势分析与决策等3个设计理念,从而完成了对智能煤矿建设总体架构的构建。同时,对智能煤矿建设中包括智能探测、智能掘进、智能开采、智能通风、智能洗选和智能调度在内6个典型应用场景所需的研究重点和方向进行了阐述。最后,以延长石油矿业巴拉素煤矿为实例,在兼顾实际开采条件和发展愿景条件下实践了笔者提出的智能煤矿建设构想,力求为我国智能煤矿建设提供一种新探索。

关键词： 5G技术智能煤矿智能化开采微服务智慧矿山

基于多源数据融合分析的智能煤矿设备健康保障与远程会诊中心建设应用与研究

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中国矿业 2023年第S2期32卷 67-72页

作者：张顺卞涛李勇国能神东煤炭集团有限责任公司补连塔煤矿内蒙古鄂尔多斯017209

本文分析了在智能化煤矿建设大力推动趋势下,煤矿企业面临大型设备越来越复杂、运维难度越来越高,但又缺乏高层次机电技术人员等困难,探讨了一种采用多源数据融合技术、互联网技术、视频会议技术建设设备健康保障与远程会诊平台,实现设... 详细信息

本文分析了在智能化煤矿建设大力推动趋势下,煤矿企业面临大型设备越来越复杂、运维难度越来越高,但又缺乏高层次机电技术人员等困难,探讨了一种采用多源数据融合技术、互联网技术、视频会议技术建设设备健康保障与远程会诊平台,实现设备健康状态实时监测、故障诊断、远程会诊与智能运维等功能,为智能矿山建设提供技术支撑和保障。

关键词：智能煤矿多源数据融合分析设备健康保障远程会诊

基于大数据与AI驱动的智能煤矿目标位置服务技术

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煤炭科学技术 2020年第8期48卷 121-130页

作者：胡青松张赫男李世银孙彦景中国矿业大学地下空间智能控制教育部工程研究中心江苏徐州221116 中国矿业大学信息与控制工程学院江苏徐州221116 中国矿业大学徐州市智能安全与应急协同工程研究中心江苏徐州221116

在大数据和人工智能驱动下,矿山目标与事件源位置可以提供丰富的位置服务,这些服务远超出了人员定位、装备定姿、机器人导航、无人驾驶等单个系统的范畴,宜从系统观点和全局角度进行统一设计。给出了矿山目标位置服务的框架结构,研究了... 详细信息

在大数据和人工智能驱动下,矿山目标与事件源位置可以提供丰富的位置服务,这些服务远超出了人员定位、装备定姿、机器人导航、无人驾驶等单个系统的范畴,宜从系统观点和全局角度进行统一设计。给出了矿山目标位置服务的框架结构,研究了其位置对象层、位置获取层、位置传输层、位置挖掘与服务层的主要构成和功能;探讨了矿山目标位置服务的3大关键技术,其中:①矿井动目标精确定位技术重点研究距离测量、距离测量优化、目标节点位置解算和定位系统研发;②矿山位置大数据技术研究大数据的获取、存储和分析策略;③矿山目标位置服务人工智能算法则主要研究感知智能、生产智能和决策智能。总结了矿山目标位置服务在应急撤离与应急救援、遥控采煤与无人采煤、矿井位置大数据应用等3大领域的研究热点,主要包括规划最佳逃生路径,确定被困人员位置与救援,事故原因分析与追责,采掘装备定位定姿与导航,多机器人协同定位与导航,矿井无人驾驶技术与装备,事件时空演化规律分析,基于轨迹的调度决策,煤矿生产过程一张图等。指出矿山目标位置服务正成为煤矿的基础设施,其发展趋势是构建融合时空属性的泛在一张网,融合位置推理的决策模型库和融合位置服务的智能矿山平台。

关键词：矿山目标位置服务智能煤矿无人采煤矿山物联网动目标定位应急救援

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智能煤矿技术研究与政策制定现状

工矿自动化 2021年第3期47卷 1-8页

目前针对智能煤矿的研究集中在顶层设计、理论架构、核心技术、管控平台、建设路线、标准制定、评价体系等方面,没有文献针对《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》发布前后的技术研究情况进行探讨。智能煤矿具有技术密集型和资金密集... 详细信息

目前针对智能煤矿的研究集中在顶层设计、理论架构、核心技术、管控平台、建设路线、标准制定、评价体系等方面,没有文献针对《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》发布前后的技术研究情况进行探讨。智能煤矿具有技术密集型和资金密集型特征,需要由政策引导,形成汇聚政府、学术、产业、金融和用户的合力。以CNKI(中国知网)为工具,挖掘分析了智能煤矿技术研究现状、关注热点和主要研究机构。归纳梳理了国家层面及贵州、山东、山西等主要产煤大省的智能煤矿政策制定现状,各省虽在智能煤矿入手点和实施进度上略有差异,但是均在实施办法和验收定级等方面发布了指导性文件,并在标准制定、创新研发中心设立方面进行了尝试,加速了智能煤矿研究和建设步伐。

关键词：智能煤矿煤矿智能化人工智能顶层设计标准制定政策制定