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题名煤炭精准开采地质保障与透明地质云计算技术
被引量：70
- 1
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作者
卢新明
阚淑婷
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机构
山东科技大学山东省智慧矿山信息技术重点实验室
山东蓝光软件有限公司山东省智慧矿山软件工程技术研究中心
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2019年第8期2296-2305,共10页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2016YFC0801406,2017YFC0804406)
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文摘
煤炭精准开采的目标是以最少的人力实现煤炭资源的低损失、高产出、无事故、少破坏的全程智能化开采,除了开采工艺、采矿装备、传感感知、物联网、自动化和信息技术外,实现煤炭精准开采的技术关键就是基于四维空间的地质保障和透明地质的云计算技术。全面地论述了煤炭精准开采地质保障的技术内涵和目的,其核心是利用先进的装备和软件实现煤炭开采前、开采中和开采后全矿井地质体和隐蔽属性的精准化、可视化和透明化,并能够对地质灾害和危险源超前预知和防治,从地质层面确保精准开采工作的顺利进行。关于地质保障技术,阐述了地质体几何计算、地质灾害预测预报2个科学问题,凝练了构造地质、煤层地质、地质力学、地质扰动、瓦斯地质、水文地质、透明地质7项云计算技术,同时描述了这些科学问题和关键技术的研究进展。为了发挥地质保障技术在煤炭精准开采中的核心作用,首先,对构造地质精准建模、煤层煤质智能预测、开采扰动破坏分析、瓦斯参数反演和瓦斯灾害预报、水文地质分析和水害预警以及综合地质属性透明化处理等比较困难的科学问题和关键技术给出了解题思路。其次,论述了地质保障软件系统及其应用的云计算架构、主要功能以及在煤炭精准开采中的应用方式,并通过部分应用案例说明了这些技术方案的可行性。最后,指出只要在三轴绝对地应力传感器、宽频段微震传感器、宽量程风速传感器、富水区超前探测、煤层自然发火状态监测和在线水质化验等技术上取得进一步突破,就能为煤炭精准开采提供比较完整的地质保障。
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关键词
精准开采
地质保障
透明地质
云计算技术
解决方案
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Keywords
precision mining
geological guarantee
transparent geology
cloud computing technology
solution
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分类号
TD163
[矿业工程—矿山地质测量]
TD67
[矿业工程—矿山机电]
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题名矿井通风智能化理论与技术
被引量：64
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作者
卢新明
尹红
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机构
山东科技大学山东省智慧矿山信息技术重点实验室
山东蓝光软件有限公司
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第6期2236-2247,共12页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804406)
国家高技术研究发展计划(863)资助项目(2012AA062202)。
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文摘
矿井通风系统是矿井的呼吸系统,它源源不断地将地面新鲜空气输送到井下各作业地点,稀释和排除井下各种有毒、有害的气体和矿尘,也是防治煤与瓦斯爆炸、降温、除尘、灭火的重要技术手段。实现矿井通风智能化是实现智能开采、建设智慧矿山的主要技术保障。通风智能化不仅涉及到空间科学、采矿技术和流体力学理论,更需要数学、自动化、计算机和信息科学的底层支持,由于缺乏完善的理论和技术支撑,长期以来矿井通风作业都停留在人工和半人工状态。为了彻底解决矿井通风智能化,笔者从风网的拓扑结构和状态方程入手,逐一对自然分风算法、按需分风计算和风阻调节优化等理论疑点进行了深入讨论,对按需调风优化、均压调节优化、风向调节优化、联合调节优化、在线闭环调控、监控点优化布局、通风系统状态估计、需风量超前预测、反风风道识别、可靠性调节优化、通风系统初始化、通风系统故障诊断、智能调控风门风窗、通风智能化软件系统等关键技术进行了深入研究。针对这些问题,给出理论上比较完善的、技术上比较可行的、能够付诸实施的解决方案,最后,以计算机软件技术为主线,设计了4层体系架构,并定义了每层架构的技术内涵和主要功能模块,简要说明了应用场景,为打造全程智能化的矿井通风系统提供借鉴。
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关键词
矿井通风系统
智能化
理论问题
关键技术
解决方案
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Keywords
mine ventilation system
intelligentialize
theoretical problem
key technology
solution
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分类号
TD722
[矿业工程—矿井通风与安全]
TD67
[矿业工程—矿山机电]
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题名煤矿动力灾害本源预警方法关键技术与展望
被引量：20
- 3
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作者
卢新明
阚淑婷
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机构
山东科技大学山东省智慧矿山信息技术重点实验室
山东蓝光软件有限公司山东省智慧矿山软件工程技术研究中心
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出处
《煤炭学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第S01期128-139,共12页
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基金
国家重点研发计划资助项目(2017YFC0804406)
山东省重点研发计划资助项目(2016DJS02A05)
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文摘
针对制约煤矿冲击地压、煤与瓦斯突出、突水透水等动力灾害超前准确预警的科学难题和关键技术,提出了煤矿动力灾害本源预警方法和信息系统实现技术。基本思想是,在精准地质建模和采掘空间实时动态更新的基础上,通过数学转化器把煤矿动力灾害发生机制和演化规律的宏观定性描述及其相关的概化模型转化为可以在线计算的数学力学表述模型。实现煤矿动力灾害精准预警的关键技术:(1)通过研发全局全息感知技术,优化部署和安装能够精准采集微震、绝对地应力、矿压、位移、电磁辐射、瓦斯涌出量、瓦斯抽采量、涌水量、水位、水压和水质等传感器,实时监测煤矿动力灾害前兆表象信息;(2)通过研发复杂信息的自动识别器,实现监测数据的分解、滤波、增强、辨识、插补、反漂移和重建等模型和算法,对采集到的各种表象信息进行识别,达到去伪存真、丢弃糟粕,取其精华的目的;(3)通过研究精准转换器,实现从微震、绝对地应力、矿压、位移、电磁辐射、瓦斯涌出量、瓦斯抽采量、涌水量、水位、水压和水质等表象信息到围岩应力和潜能分布、开采扰动的几何形变、瓦斯含量和瓦斯压力分布、富水量和富水压力分布、煤层和围岩的孔隙度、抗压强度、抗拉强度、弹性模量等与煤矿动力灾害密切相关的本源信息的转换;(4)通过研发煤矿多场多种复合动力灾害的智能精准预警器,充分利用动态本源信息实现煤矿的冲击地压、煤与瓦斯突出、突水透水等动力灾害的超前精准预测预报和预警;(5)通过搭建煤矿重大动力灾害精准预警平台,利用大数据、云计算和人工智能技术,建立基于SOA架构的煤矿重大动力灾害精准预警服务平台,实现矿、集团公司和乃至全国的煤矿动力灾害的前兆表象信息的接入、处理、预测预警和推送服务。本研究旨在解决煤矿重大动力灾害精准预测预报的"技术瓶颈"和"卡脖子"难题,集成已有研发成果,研发面向煤矿重大动力灾害的精准预警平台,实现煤矿重大动力灾害超前感知、精准预警和预报。
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关键词
动力灾害
本源方法
数学表述
全息感知
精准转换
超前预警
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Keywords
dynamic disaster
original early warning method
mathematical expression
hologram sensing
precise converter
early warning
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分类号
TP028.8
[自动化与计算机技术]
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题名掘进机精准定位方法与掘进机器人系统
被引量：12
- 4
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作者
卢新明
闫长青
袁照平
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机构
山东科技大学山东省智慧矿山信息技术重点实验室
山东蓝光软件有限公司山东省智慧矿山软件工程技术研究中心
山东科技大学信息工程系
山东科技大学机械与电子工程系
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出处
《通信学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第2期58-65,共8页
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基金
国家重点研发计划基金资助项目（No.2017YFC0804406)~~
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文摘
针对目前井下定位存在的问题,设计了由多种传感设备、测绘设备和工控机组成的掘进机器人物联网,发展了一种新的井下定位方法,并据此构建了面向无人工作面的掘进机器人系统,应用所提机器人系统进行了实际作业实验。实验结果和系统持续运行表明,所提定位方法实现了精确可靠的实时定位,均方根误差控制在5 cm以内。基于所提定位方法的掘进机器人实现了对周围环境的实时精确感知和与周围环境的精准交互,从而实现了安全高效高精度的井下掘进,以及综掘面无人化。
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关键词
掘进机器人
矿山物联网
井下精准定位
精确感知
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Keywords
robotic roadheader
mine IoT
underground precise positioning
precise perception
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分类号
TN911.22
[电子电信—通信与信息系统]
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