智能矿井通信网络优化与设计

本研究的目标是深入分析和改进智能矿井通信网络,旨在增强矿井内通信系统的效能及稳定性。首先本文确切指出了当今智能矿井通信网络面临的挑战,包括信号涵盖的不全面、常见的干扰问题以及数据传递的不稳定性等。接着针对这些挑战,提出了一批相应的解决方案,涵盖了信号增强方法、干扰消减手段、信息缩减技术等。随后本研究通过在真实采矿场景下的部署,对这些策略的现场成效进行了考察,并证实了它们在增强通讯性能和可靠性方面所发挥的正面影响。在终结部分对改良与构思流程进行了深入的思考与概括,提出了未来完善的路径和可能面临的难题。

基于支持向量机的智能矿井工控网络入侵防御方法

为解决工控网络入侵防御方法存在防御响应时间较长、防御误报率较高的问题,基于支持向量机,对智能矿井工控网络入侵防御方法进行研究。对入侵数据集进行预处理,建立机器学习模型与网络入侵检测模型,基于支持向量机建立分类超平面线性方程,实现多维度入侵防御。分析实验结果可知,在网络入侵数据量逐级增多的情况下,设计的网络入侵防御误报率始终不超过1%,防御效果优势显著。

“互联网+”建庄煤矿多系统融合智能矿井建设

本文结合陕西煤业集团黄陵建庄矿业的生产现状,将数据处理、人工智能、互联网+、私有云、大数据分析、智能化矿山装备等与智能化矿井建设高度融合,实现矿山管理的“管-控-营”一体化。智能矿山主要针对智能数字化矿山的“人、机、环、管”实现“监、管、控”,将矿井的“采、掘、运、洗、选、销、风、水、电、地质、安全”等各环节的信息快速、准确、可靠的采集、处理、分析、(3D)展示,进而能把生产安全方面的问题进行一个可控化的管理,甚至还能实现具有个性化的实时管控、实时定位追踪、远程监管、调整指挥、警报提醒、信息联通、预案管理、安全防范等高科技化功能,达到煤矿实时的预警、有效的控制、合理的规划的要求,最终将建庄煤矿打造成“安全、高效、环保”的绿色矿山。

智能矿井安全生产大数据集成分析平台及其应用

针对智能矿井建设需要监控实时化、系统集成化、数据海量化、控制协同化和决策在线化的实际需求,提出建立高度集成的大数据分析平台,为决策支持和协同管控服务。在阐述煤矿大数据特征的基础上,提出了服务于智能开采的大数据集成分析平台设计的具体要求,并对"一张图"协同管理、平台技术架构和数据处理流程进行了阐述;设计了由设备感知层、数据资源层、平台服务层、大数据分析应用层构成的系统总体架构;研究了数据集成、知识集成等技术,开发了包括煤矿安全状况评估打分子系统、煤矿安全问题推理解释子系统、诊断任务配置与管理子系统在内的安全生产大数据动态诊断系统。安全生产大数据集成分析平台在山东能源临沂矿业集团有限责任公司示范矿得到了全面应用,并已运行1年多,应用结果表明,该平台运行稳定可靠、效果显著。

智能矿井多元监控数据集成关键技术研究

目前大部分煤矿监控系统采用私有数据采集协议,相互之间无法兼容。针对该问题,从数据采集、数据融合、数据存储3个方面入手,探讨了智能矿井多元监控数据集成关键技术。数据采集:为了加强系统的开放性、兼容性,可将私有协议封装为驱动动态链接库(DLL),通过加载适配OPC,MQTT等协议及挂接私有协议驱动的方式实现各业务系统的数据采集,并采用多线程技术满足多通道、多协议数据传输的高效性、实时性要求。数据融合:可将各系统之间共享频率高的数据进行统一规范,形成煤矿主数据,以保证各系统之间数据的一致性。数据存储:对实时性要求高的数据可选用时序数据库,对实时性要求不高的数据可选用关系型数据库,经对比分析,InfluxDB更适用于煤矿监控数据的实时存储,MySQL Community更适用于对实时性要求不高的数据存储;可运用Redis缓存技术实现数据高效缓存,以保证煤矿监控数据的完整性。

智能矿井综合自动化系统研究

智能矿井综合自动化是利用信息网络、自动控制、通信、计算机、视频等先进技术和产品建立的以煤矿安全生产调度指挥系统为核心,集成生产运输系统、安全保障系统和安全生产支持系统的监控及安全生产信息管理系统为一体的完整的"管控一体化"综合应用系统。针对当前河南能源矿井综合自动化水平低、标准不统一、子系统建设形成信息孤岛各系统间不能互联互通、缺少大数据深层次发掘的统一的智能管控平台等问题,提出矿井综合自动化建设原则及基本要求和建设总体目标,论述智能矿井综合自动化建设中总体架构、传输网络、平台软硬件、数据中心、综合自动化子系统、专业化运维6个方面建设的具体要求,为智能矿井综合自动化规范建设提供参考依据。

智能矿井安全生产管理信息共享模型研究

矿井安全生产物联网是煤矿智能化开采与安全管理的关键技术手段之一。针对目前矿井安全生产的各监控管理子系统相互独立造成的信息孤岛和信息共享问题,从信息共享的角度提出了基于融合传输的智能矿井安全生产管理信息共享模型。文章详细阐述了该模型的设计目标、总体架构和关键技术,以信息共享为突破点,从统一编码标识体系、融合无线传输和综合业务应用平台三个层面建立一体化的安全生产管理信息共享模型,解决智能矿井安全生产管理问题各个环节的信息共享问题,为矿井安全管理决策提供信息基础。

智能矿井和数字矿山研究热点与前沿知识图谱分析

为了探究中国智能矿井的研究热点和前沿趋势,以CNKI期刊数据库1991—2020年共1931篇相关文献为样本,利用Citespace和VOSviewer两个知识图谱软件绘制可视化图谱,对智能矿井研究领域文献的发文年份、作者、研究机构、热点关键词、研究趋势5个方面进行文献计量分析。研究表明,虚拟现实、神经网络及数据挖掘、智能决策和控制及诊断、CAN总线等是近几年研究的热点,人工智能与物联网、大数据及可视化、三维建模等是以后的研究趋势。上述研究结果对于智能矿井的未来发展有一定的指导意义。

彬长矿业5G智能矿井建设与信息安全思考

为了解决彬长矿区煤矿主要生产环节的智能化建设问题,研究了5G技术在采掘智能化和灾害治理中的应用,选定陕西彬长矿业集团有限公司小庄煤矿40307掘进工作面和40205综放工作面作为示范区,建设5G矿井边缘MEC网络基础,配套地面5G生产调度环境,实现示范区域内矿井高清视频图像5G传输应用、全感知无线传感网络应用、5G数字孪生工作面生产执行系统应用等场景和任务。通过分析研判5G智能矿井建设中存在的信息安全问题,设计了“5G智能矿井+信息安全体系”框架,阐述了基于5G智能矿井环境下的安全建设方案,包括MEC基础设施安全防护、网络通信监测、数据安全、控制安全等方面。该方案在陕西彬长矿业集团有限公司小庄煤矿完成了5G工控安全保障系统建设,解决了5G工控下的工业控制系统网络安全防护问题。

智能矿井工控网络安全防护系统研究与实践

随着5G、人工智能、大数据等新技术在智能矿井建设中的深度应用,煤矿生产控制系统被网络病毒攻击的事件层出不穷。智能矿井工控网络安全防护系统实现了工控网络审计、病毒防护、流量监控的整体防护,构建了高河能源矿井网络安全的“免疫系统”。

MOS平台在高河煤矿智能矿井建设中的应用

智能矿井建设是煤炭开采工业化与信息化深度融合的技术变革,是煤矿发展的必然方向,高河煤矿MOS平台的建设充分运用云计算、大数据、物联网、移动互联网和人工智能技术,将工业技术、信息技术和管理技术高度融合,解决了各子系统多网融合的难题,实现了安全、生产和经营管理各环节的集中管控,提升了矿井集约高效水平。

SLAM技术在矿井智能化的研究现状与应用进展

智能采矿是矿井生产发展过程中的重要阶段,直接影响矿产企业的安全生产、矿产产量、经济效益和社会效益,随着矿井智能化水平的提高和相应政策的颁布,特别是我国智慧矿山和智能感知设备的快速发展和普及,矿井智能化地图构建和定位导航技术已成为重要的研究课题。回顾传统矿井地图绘制和定位技术的发展历程,结合矿井环境特点分析传统技术面临的挑战。介绍同步定位与建图(SLAM)技术在矿井智能化应用方面的优势,综述SLAM技术在非结构化复杂矿井工作环境下数字地图构建及无网络井下人、机/车定位导航的研究现状与应用进展。最后,对未来SLAM技术在矿井智能化领域中的发展趋势进行展望,即融合深度学习、三维重建与可视化、5G与云计算等。

智能化矿井多系统耦合管理体系研究

随着我国智能化矿井建设的推进,原有的管理制度、方法与理念亟需升级。智能化矿井多系统耦合管理体系建设可使矿井智能系统与智慧管理深度融合,加快煤矿高质量创新发展进程。基于陕西陕北矿业韩家湾煤炭有限公司的实证考察,阐述了智能化矿井多系统耦合管理体系的理论内涵,探讨了智能化矿井多系统耦合管理体系建设模式,分析了其对企业经济与社会效益的作用效果。研究发现,通过对矿井多层次、立体化的智能化改造与全面深入的智能化系统耦合以及管理智慧化耦合,形成新型矿井全阶段智能化发展新模式和管理机制创新,推动了矿井全生产周期智能化转型。基于大数据平台的智能化矿井多系统耦合管理体系建设是立足矿井实际条件探索出的智能化发展路径,取得了较好的经济、安全、环境与社会效益,具有良好的示范作用。

矿井智能通风现状与智能控制系统构建

矿井智能通风是智慧矿山建设的重要内容。通过对现有的矿井智能通风技术研究进行总结和分析,深入探讨了智能通风的基本理论,明确了目前矿井智能通风存在的问题与关键技术,并进一步对智能通风的关键技术进行了创新性的探索。最后基于关键技术开展智能模块与智能系统的研究,成功构建了一个综合性的矿井智能通风与灾变应急控制系统,为矿井的通风提供了更加智能和高效的解决方案。

基于DDPG的矿井智能通风决策算法研究

针对具有连续动作空间的矿井通风系统的调控问题,提出基于DDPG的矿井智能通风算法。通过向价值网络和策略网络中输入司机处粉尘浓度、回风侧粉尘浓度、死角处瓦斯浓度等参数,可以得到包含距端面距离、右偏角度、口径大小的风筒调控方案。使用训练完成的DDPG算法进行仿真实验,并测试DDPG算法的风筒调控方案,结果表明:回风侧、司机处、死角处平均降尘率分别为42.8%、52.4%、41.2%,表明了DDPG算法在解决矿井智能通风决策调控问题上具有较好的实用性。

矿井智能通风理论与技术研究进展

矿井智能通风是我国矿山智能化建设的安全保障。为实现矿井通风智能化,基于“平战结合”原则提出了井下通风人-机-环综合信息流智能感知与交互控制的理念。并从矿井智能通风理论及架构、矿井智能通风精准监测预警、矿井通风网络实时解算、矿井通风故障诊断与智能决策等4个方面论述了矿井智能通风系统平台架构,通风参数精准监测新型传感器研制与布置策略优化,通风参数信息流处理方法,风网解算方法,矿井气候与通风网络耦合解算,风网解算响应与控风决策,矿井通风故障源和故障原因诊断,智能通风灾变决策关键模型等基础理论与核心技术研究进展;同时提出了全断面风量直测新方法,消除井巷断面风速分布不均导致的点风速测风误差;发展了热湿耦合的风阻自适应调节风网实时解算模型,提高了风网实时解算精度与智能通风日常运行的稳定性;建立了基于全尺寸灾变试验数据的场-区-网耦合数值解算方法,构建了煤与瓦斯突出、火灾与瓦斯爆炸的灾变演化模型,突破了矿井智能通风系统的灾变自主决策与控制的方法瓶颈;结合矿井智能通风实施案例,详细阐述了矿井智能通风在精准测风、通风设施与装备联动控制、智能防火防尘等方面的现场实施与运行过程,指出了矿井智能通风建设存在的问题与发展趋势。

矿井智能通风系统关键技术研究

实现矿井通风智能化是建设智能矿山的主要技术手段。针对目前通风系统调整失准、智能化水平低、预警信息不能反映到抢险救灾指挥中心等问题,提出一种矿井智能通风系统建设方案;该方案由井下监控设备和地面控制中心组成,旨在建立三维通风模拟与隐患智能识别平台,实现矿井通风数据实时动态分析、三维可视化展现以及安全预警与辅助决策;重点研究了通风监测大数据库、三维通风模拟、AI视频智能识别、预警及辅助决策、系统联动控制5个关键技术,详细阐述了各自的技术特征与实现方案。基于计算机软件开发技术、三维仿真技术以及人工智能技术设计并开发实现了矿井智能通风系统。

马家岩矿智能化矿井改造分析

随着煤矿智能化开采时代的到来,许多矿井进行了智能化改造升级。结合马家岩矿实际情况,分析了智能化改造的具体过程,主要包括工作面配套设备升级和综采智能化系统实现方案。在实现智能化后,矿井生产效率得到大幅度提高,井下作业人员数量减少。此次研究可以为煤矿智能化改造提供一定的参考。

矿井智能通风原理及关键技术探析

矿井智能通风系统是保证煤矿生产安全的系统之一,是灾害防治的基础。在新时期,各类智能技术与矿井智能通风系统融合进程加快,本文深入研究矿井智能通风原理以及关键技术。

多元化智能煤矿监控数据集成方案及技术实现

以智能矿井多元监控数据集成关键技术为研究的切入点。首先分析井下数据集成需要解决的关键问题,如:数据采集规范化、数据融合规范等。接着,针对这些问题制定出智能矿井多元监控数据集成方案,并针对智能矿井多元监控数据集成关键技术进行更为深入的探讨,认为采用多线程技术可有效实现煤矿监控系统的海量数据采集。利用主数据技术对各种数据资源进行整合等内容。经实践验证围绕数据采集、数据融合、数据存储3个方面来进行关于智能矿井多元监控数据集成的建设,不仅能达到数据高效率应用、存储,并且还能确保数据的安全性和生产的顺利。