智能化矿山技术培训课件.ppt

,智能化矿山技术,目录 | Contents,,一 智能化矿山概述,,二 智能化矿山定义及主要内容,,三 智能化矿山现状及存在问题,,四 智能化矿山顶层设计系统架构,,五 智能化矿山技术研究实践,,智能化矿山概述,01,第一部分,智能化矿山的概述,智能化矿山是采矿技术、信息技术、通信技术、自动控制技术、3S（GIS、GPS、RS）、物联网技术、云计算技术、移动互联网技术及软件软件技术的总集成。 智能化矿山为打造高产高效的本质安全型矿井提供信息保障，智能化矿山能够实现矿山生产管理的精细化、自动化、智慧化和无人化。,智能化矿山已成为现代采矿企业安全、绿色、高效和低耗开采的必由之路。,,智能化矿山的定义及主要内容,02,第二部分,智能化矿山的定义,智能化矿山是建立在矿山数字化基础上的能够完成矿山企业所有信息的精准适时采集、网络化传输、规范化集成、可视化展现、自动化运行和智能化服务的数字化智慧体。,通过数字化再造使整个矿山具有自我分析能力和决策能力，使矿井的人、机、环境处在高度协调的统一体中运行； 通过不断地收集、学习和浓缩相关专家的最新知识，使智能化矿山的神经中枢具有众多专家集体决策的能力。,,,智能化矿山的主要内容,,,,,将矿井所有内容处理成现代计算机可以接受、储存、拷贝、加工和网络传输的数字信息，并保证信息的完整性。,,数字化基础,,,,,,,,,,,,,,,,智能化矿山的主要内容,准确采集到任何地点、任何时间所需要的安全、生产和管理等信息，并保证信息的及时性。,,精准实时采集,,,,,智能化矿山的主要内容,所有信息包括实时数据、多媒体数据和管理数据可以通过局域网或广域网进行实时、可靠、安全的传输，必要的数据要保证时钟同步。,,网络化传输,,,智能化矿山的主要内容,通过标准的数据格式、开放的通信协议和统一的管理规范所定义的数据仓库实现各种应用中信息的互联互通，确保数据的唯一入口和一致性。,,规范化集成,,,智能化矿山的主要内容,对数据仓库中的所有信息和模型均可用四维地理信息系统技术、虚拟现实技术、模拟仿真技术、多媒体技术和可视化分析技术表达和展现，实现透明管理。,,,,可视化展现,,智能化矿山的主要内容,对主要生产执行环节、监听监视环节、时效性强准确度高的环节以及环境恶劣、易疲劳环节实现操作自动化、无人化。,,,,,自动化运行,智能化矿山的主要内容,在诸如危险源辨识、灾害预防、方案设计、计划编制、过程控制、经济分析、调度优化等方面，提供智能化工具和综合决策支持，最大限度地降低脑力劳动强度，避免认为决策失误。,,智能化服务,,,智能服务器,方案设计,计划编制,灾害预警,过程控制,决策支持,调度指挥,智能化矿山的主要内容,,智能化矿山现状及存在问题,03,第三部分,智能化矿山技术的发展现状,智能化矿山现状及存在问题,国外发展现状,德国鲁尔曾经是欧洲最大的煤炭能源及重工业中心，诞生了一批煤炭行业制造企业，使德国煤炭开采装备制造技术长期领跑世界。由于资源和开采成本的制约而关闭，煤机装备制造企业大多被兼并重组。,位于德国北罗纳河威斯特法利亚地区的汉巴赫的露天矿之一，年产量达到4600万吨。,智能化矿山现状及存在问题,国外发展现状,美国是世界第二大产煤国，目前全美井工长壁开采煤矿有约60个，普遍应用IMSC（ IntelligentMiningService Center ）智能高效开采。 澳大利亚的CSIRO（安联邦科学院）的5个实验室惯性导航系统实验室、远程管理中心、煤环境研究实验室、选煤实验室、岩石切削实验室。,智能化矿山现状及存在问题,国内发展现状,以中国煤炭科工集团、中国矿业大学等为代表的研发机构，在地质信息 智慧矿山建模、生产自动化、安全监控、管理信息化等方面开展了大量的理论和实践工作，神东、陕煤黄陵、陕北张家峁、延长巴拉素等在数字化矿山建设、生产系统智能化等应用方面取得了突破性进展。,陕煤集团黄陵一矿,神华锦界煤矿,智能化矿山现状及存在问题,存在问题,信息孤岛各子系统数据没有深度融合，无法实现数据的充分利用和智能化管控。 标准不健全数字化建模、通信、智能化矿山架构等方面都缺少统一的标准，难以实现跨系统、跨平台集成应用。 关键技术突破井下定位、高清视频图像获取及应用、智能化采掘装备等关键技术。,,,,智能化矿山现状及存在问题,,智能化煤矿顶层设计及系统架构,04,第四部分,智能化煤矿总体系统架构,1-智能化管控平台 3-网络、数据中心、资源视图 10-智能应用系统,智能化煤矿顶层设计及系统构架,煤矿智慧大脑智能化管控平台,统一开发平台开发智能矿山生产系统、安监系统、智能保障系统、智能决策分析系统、智能经营管理系统、智慧园区等场景化APP支持服务。 监测实时化、控制自动化、管理信息化、业务流转自动化、知识模型化、决策智能化； 实现煤矿的数据集成、能力集成和应用集成。,智能化煤矿顶层设计及系统构架,智能化煤矿---“一张网、一片云、一视图”,,,,“一张网”,建设覆盖整个矿区的通信和感知网络； 建设5G融合一张网，根据需求设计应用场景 切片，满足不同带宽、时延和接入密度的要求； 建设光纤接入骨干网，满足智能化开采多样承载需求，充分考虑业务安全性及网络故障不扩散原则，有效支撑基于5G各应用场景。,5G融合网络,云数据中心,GIS空间信息服务,“一片云”,“一视图”,基于云平台的大数据分析能力，对海量数据进行融合分析，构建煤矿大数据仓库； 基于微服务架构和人工智能算法构建智能数据引擎，实现业务逻辑快速组态化构建和智能决策； 形成实时反映煤矿运行状态的煤矿领导驾驶舱。,基于最新的空间信息技术，实现对企业资源的“一张网、一张图、一个库”管理，使煤矿生产能够“看得见、管得了、控得住”。,智能化煤矿顶层设计及系统构架,智能化煤矿---十大系统,煤矿智慧中心及综合管理系统,高速通信网络及精准位置服务系统,地质保障及4D-GIS动态信息系统,巷道智能快速掘进系统,工作面智能协同控制系统,煤流及辅助运输智能仓储系统,井下环节感知及安全管控系统,固定场所无人值守智能管理系统,煤矿智能洗选系统,智慧场区与经营管理系统,智能化煤矿顶层设计及系统构架,煤矿智能化分类、分级评价标准，智能化煤矿标准体系建设,基于我国煤层赋存条件复杂多样，智能化煤矿建设不均衡的特点，制定智能化煤矿分类、分级技术条件与评价指标体系，智能化采煤工作面分类、分级技术条件与评价指标体系，搭建智能化煤矿编制体系架构。,智能化煤矿分类、分级评价系统,智能化煤矿标准体系架构,智能化煤矿顶层设计及系统构架,,智能化矿山关键技术研发实践,05,第五部分,您纵向集成 横向集成 端到端集成 ,数据挖掘 知识发现 动态建模 ,传感器和控制器 泛在网络通讯 条码/UWB ,订单生产 弹性保障 管控打通 ,深度互联互通,以数据驱动业务,全面透彻的感知,定制化产品,智能化煤矿的特征,高度集成,人工智能 虚拟现实/增强现实 智能穿戴 ,HIAI混合智能,数据驱动的开采系统设备群健康状态评价---状态表征 开采系统衰退行为与变工况下的剩余寿命预测研究---趋势表征 融合生产调度和维护行为的开采系统双层机会维修决策模型---决策机制,开采系统健康状态评价、寿命预测与维护决策,构建系统级的健康状态评价方法和剩余寿命预测方法，为智能化开采提供可靠性保障,煤矿智能化关键技术研发实践,基于信息“实体”的数字煤矿智慧逻辑模型,信息实体及虚实映射机理---信息表达 信息实体智能匹配、推送及智慧煤矿数据交互---信息交互 基于开采行为预测推理的智慧逻辑模型进化机制---信息更新,实现煤矿多源异构数据的统一表达，形成支持不同子系统逻辑关联规律的煤矿整体数字模型。,煤矿智能化关键技术研发实践,四种煤矿智能化开采模式,薄及中厚煤层智能化无人开采模式,综放工作面智能化操控与人 工干预辅助放煤模式,大采高工作面人机环智能耦合 高效开采模式,复杂条件机械化智能化开采模式,煤矿智能化关键技术研发实践,1 薄及中厚煤层智能化无人开采模式,黄陵矿区煤与油型气共生薄、中厚和厚煤层条件下的安全高效智能化开采成套技术及装备，在2014年实现了常态化地面远程监控、工作面无人操作的智能化开采。,黄陵矿区常态化远程监控工作面无人操作的智能化开采,煤矿智能化关键技术研发实践,2 大采高工作面人-机-环协调智能耦合高效综采模式,针对6-9米大采高和超大采高条件下，大空间、强矿压 采动失稳、形成冒顶片帮等问题，利用智能耦合控制技术，形成了超大采高工作面液压支架-围岩智能耦合控制技术。,兖矿集团金鸡滩煤矿自2016年，首家成功实施8.2m以上超大采高智能化综采，达到日产量6.16万吨，月产153万吨，年产1500万吨，回收率98以上，创综采高度、产量及效率世界最高纪录。,煤矿智能化关键技术研发实践,3 综放工作面智能化操控与人工干预辅助放顶煤模式,大同塔山煤矿20m特厚煤层，应用特厚煤层大采高综放开采成套技术与装备，实现了14-20m特厚放顶煤开采，形成了智能操控与人工干预辅助放煤模式。,世界首套7m超大采高智能化综放成套装备在大同塔山煤矿成果应用，解决了硬煤特厚煤层智能化安全高效高回收率综放难题。,煤矿智能化关键技术研发实践,4 复杂条件下的机械化智能化开采模式,针对大倾角和急倾斜等复杂条件开采问题，利用液压支架自撑、邻拉、底推、顶挤刚柔耦合控制方法，解决围岩控制问题，利用机械化智能化开采模式，实现大倾角工作面装备系统稳定性控制，最大程度降低了工作劳动强度，提高复杂条件下采煤作业的安全水平。,煤矿智能化关键技术研发实践,谢,谢,观,看,THANKS,