矿井提升机钢丝绳更换工艺研究与工程应用2023年第4期

作者：叶志勇

单位：(晋能控股煤业集团同发东周窑煤业有限公司，山西省大同市，037003)

摘 要 针对晋能控股煤业集团同发东周窑煤业有限公司(以下简称“东周窑煤矿”)副立井JKMD3.25×4(I)型矿井提升机钢丝绳更换采用传统工艺存在的效率较低、工艺较复杂、安全系数不高等问题，研究了传统人工换绳工艺和机械式换绳工艺各自特点，并详细介绍了机械换绳法施工工艺流程。通过对比分析2种工艺在矿井提升机钢丝绳更换产生的安全效益、技术效益、经济效益和社会效益等差异，东周窑煤矿决定将传统换绳法优化改进为机械换绳法。实际应用表明，采用机械式换绳工艺有力提升了东周窑煤矿副立井提升机钢丝绳的更换效率，矿井在安全效益、技术效益、经济效益和社会效益方面显著，对同类型矿井提升机钢丝绳更换具有一定借鉴意义。

关键词 矿井提升机；多绳摩擦轮式提升机；副立井提升机；钢丝绳更换

综采工作面智能化远程集中恒压供液系统研究与应用2023年第4期

作者：郭嘉良，宫三朋

单位：(河南理工大学机械与动力工程学院，河南省焦作市，454003)

摘 要 针对河南能源集团焦煤公司中马村煤矿(以下简称“中马村矿”)综采工作面一面一乳化液泵站供液配置方案现存问题，研究了满足综采工作面需求的智能化远程集中恒压供液系统。分析了中马村矿乳化液泵站供液现状，并详细介绍了中马村矿综采工作面智能化远程集中恒压供液具体实施方案。实际应用表明，该方案能够满足中马村矿综采工作面液压支架动作快速、自动跟机、成组拉架的工作需要，不仅降低了工序能耗和设备噪音，而且实现了无人值守，同时减少了综采工作面搬家倒面部分安拆工作量和人员占用，综合效益显著。

关键词 综采工作面；乳化液泵站；远程集中恒压供液；智能化泵站

胜利露天煤矿煤-灰双向长距离输送系统研究与应用2023年第3期

作者：王焕林，于 超

单位：(中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司，辽宁省沈阳市，110015)

摘 要 针对国能北电胜利能源有限公司(以下简称“胜利露天煤矿”)采用汽车运输方式将煤炭运输至胜利发电厂造成的运输成本高以及不环保等问题，提出了从胜利露天煤矿至胜利发电厂修建煤-灰双向长距离输送系统，并同时将发电厂的煤-灰通过同一条带式输送机下胶带反向输送至胜利露天煤矿进行回填的双向同步输送系统。介绍了带式输送机输送系统工艺布置方案，并详细阐述了带式输送机输送系统转弯段半径设计、转弯段托辊设计、抑尘设计等关键技术。通过近13个月的试生产运行，表明该输送系统运行平稳，沿途不撒料、不粘带、不起灰、节能环保，实现了所有设计功能。结合现场运行工况，从曲线水平转弯、“n”形防护罩、无动力曲线落煤管、非金属低噪音托辊、胶带防冻粘、多机驱动等多项技术分析，验证了高寒地区大运量、多机驱动、上带煤、下带灰的长距离水平转弯带式输送技术于一体的输送方案可行。

关键词 胜利露天煤矿；长距离输送系统；水平转弯；煤来灰去；高寒地区

国家能源集团井工煤矿智能开采指南研究与实践2023年第3期

作者：杨荣明1，张学亮2，覃 杰3

单位：(1.国家能源投资集团有限责任公司煤炭与运输产业管理部，北京市东城区，100011；2.煤炭工业规划设计研究院有限公司，北京市西城区，100120；3.煤炭科学研究总院有限公司，北京市朝阳区，100013)

摘 要 分析了国家能源集团智能采煤技术与实践发展历程，详细阐述了5种智能采煤技术模式，介绍了《国家能源集团煤矿智能化建设建设指南》(2022版)井工煤矿智能采煤部分的5项制定原则，重点对初级、中级、高级3种智能采煤工作面的智能采煤模式及分级解决方案进行了解读。初级智能采煤工作面采用“自主移架+记忆割煤+跟机干预+集控”5人采煤模式，中级智能采煤工作面采用“协同作业+有人巡视+远程干预”3人采煤模式，高级智能采煤工作面采用“自主割煤+无人跟机+智能决策”0人采煤模式。对3种智能采煤模式从典型特征、不同解决方案下的人员配置进行了详细解读，智能采煤工作面建设按照统一建设理念、统一系统架构、统一综合管控、统一智能技术与装备的要求进行。

关键词 智能采煤模式；智能采煤工作面；分级解决方案；煤矿智能化建设

微震监测技术在煤矿工业场区高边坡稳定性监测中的应用2023年第3期

作者：程婷婷1，梅 欢1，余子先2，刘 梁3，储成清1，丁婉莹1，王智慧1，宣金国1，查华胜1, 4

单位：(1.安徽万泰地球物理技术有限公司，安徽省合肥市，230601；2.淮南万泰电子股份有限公司，安徽省淮南市，232089；3.江西省地质局第五地质大队，江西省新余市，338000；4.中国科学技术大学地球和空间科学学院，安徽省合肥市，230026)

摘 要 针对煤矿生产影响范围内的高边坡在自然环境和地质应力作用下产生的滑坡或者崩塌等地质灾害造成的人民生命和财产损失等问题，安徽万泰地球物理技术有限公司创新应用微震监测系统对中煤华晋集团晋城能源公司里必煤矿(以下简称“里必煤矿”)工业场区高边坡进行监测，继而及时消除里必煤矿安全隐患。介绍了里必煤矿工业场区高边坡的工区概况以及微震监测系统的构建，通过高边坡稳定性空间域和时间域分析了里必煤矿高边坡稳定性微震监测效果，通过高边坡的损伤程度以及高边坡潜在的滑移面阐述了微震监测系统在高边坡稳定性监测应用中的效果。实际应用表明，微震监测系统能够对高边坡内部稳定性状态监测提供技术支撑，能够实现对即将发生边坡失稳的区域进行早期预警，对煤矿高边坡稳定性危险防范具有较好的借鉴意义。

关键词 里必煤矿；高边坡稳定性；微震监测系统；微震事件；滑移面

无人机技术在煤矿岩移监测中的应用2023年第2期

作者：吴海文

单位：(国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿，内蒙古自治区鄂尔多斯市，017209)

摘 要 通过对煤矿开采造成的岩层移动以及地表沉陷数据进行高精度的采集和监测，可以及时掌握煤矿工作面的岩移情况，对保障煤矿安全生产发挥了重要作用。传统的岩移观测在数据采集效率以及岩移监测的便捷性和实时性上，都难以满足大数据监测分析的需求。随着无人机技术的快速发展以及无人机测量精度的大幅提高，利用无人机航测技术来监测煤矿岩移活动，可以实现煤矿矿压数据的采集和监测、大数据分析以及人工智能安全预警等功能。国能神东煤炭集团有限责任公司布尔台煤矿(以下简称“布尔台煤矿”)利用无人机进行航测数据采集和监测，并利用计算机软件对采集到的数据通过建模仿真建立三维空间模型，从而获得完整清晰的地面岩移数据，为后续的人工智能分析、实时岩移监测、智能云监测平台的建立了提供大量的数据支持。

关键词 煤矿开采；煤矿安全；岩移监测；无人机技术；矿压数据监测；大数据分析；智能监测平台

智能化综采工作面全景视频远控技术研究及应用2023年第2期

作者：张凯隆

单位：(华为技术有限公司，广东省深圳市，518129)

摘 要 针对智能化综采工作面建设中对井下少人化、无人化的目标诉求，依托先进的无线通信技术，发展全方位的视频监控系统，提升综采设备的远程操控能力，改善相关生产人员的作业环境，是煤矿智能化开采的重要方向。介绍了智能化综采工作面全景视频远控技术方案和该方案的整体架构，详细阐述了井下综采工作面5G网络部署、短物距下大视场摄像机成像、全景视频实时拼接算法等全景视频远控关键技术，以及对采煤机端侧远程操控进行的改造，同时分析了全景视频远控技术在工程实施过程中的难点。具体实践表明，应用综采工作面全景视频远控技术方案能够促进煤炭生产的减人增安，对煤矿智能化综采工作面的建设具有重要意义。

关键词 煤矿智能化建设；智能化综采工作面；5G无线通信；全景视频拼接；远程操控

带式输送机传动滚筒结构优化与仿真研究2023年第2期

作者：杨 勇

单位：(山西省长治经坊煤业有限公司，山西省长治市，047100)

摘 要 为了实现传动滚筒减重目标，达到节约成本、提高传动效率的目的，对带式输送机选型设计后的标准传动滚筒进行了有限元分析；构建了带式输送机传动滚筒的有限元优化流程和有限元模型，结合近似函数建立优化数学模型，最后采用序列二次规划算法对数学模型进行求解。分析结果表明，在满足传动滚筒许用应力和位移的条件下，滚筒减重51.396 8 kg，达到预期目标。

关键词 带式输送机；传动滚筒；响应面法；优化设计；APDL仿真

放顶煤工艺中声学场景识别研究2023年第2期

作者：李富强1，李 昕2

单位：(1.国家能源集团乌海能源有限责任公司，内蒙古自治区乌海市，016000;2.北京龙田华远科技有限公司，北京市密云区，101500)

摘 要 为解决放顶煤作业中煤矸识别准确度不高的问题，采取了构建声学分类模型的方法，对混合神经网络算法进行了研究，并建立了声学场景分类模型。以国家能源集团乌海能源有限责任公司老石旦煤矿综放工作面为研究对象，通过标定采集到的声音数据建立数据集，并进行模型训练和测试，应用在综采工作面。实验及实际应用表明：两种模型的识别率都在80%以上，其中混合神经网络模型的识别率在88.8%，识别时间为0.634 2 s，可实现综放作业中对煤和矸石的快速精准识别；同时，进一步提出了合理有效的放煤逻辑，提升了放顶煤作业的智能化水平。

关键词 放顶煤；煤矸识别；声学分类模型；机器学习；C-GRU

胜利煤矿智能环境监测系统研究与设计2023年第1期

作者：马 泉1，张欣怡2，李洪波1，石广洋1，郝 斌2，张 飞2

单位：(1.国能北电胜利能源有限公司，内蒙古自治区锡林浩特市，026000；2.内蒙古科技大学，内蒙古自治区包头市，014000)

摘 要 针对露天煤矿在开采和运输过程中容易产生的煤尘、扬尘等环境污染问题，国能北电胜利能源有限公司(以下简称“胜利煤矿”)创新应用5G通讯技术、机器视觉、大数据分析和无线传感设备等关键技术对露天煤矿环境进行了全要素和全方位监测。介绍了智能环境监测系统的研发背景，详细阐述了涵盖煤火识别预警、扬尘识别预警、多元数据融合监控的智能环境监测系统技术架构，以及图像识别技术、Tensor RT推断加速、Deepstream实时视频流分析等环境监测系统的关键技术。通过在胜利煤矿的实际应用，智能环境监测系统能够实现矿山环境全天候、全方位、全覆盖的自动监管和报警，并且支持各类智能设备的接入，对治理露天采矿过程中的环境污染问题具有重要意义。

关键词 胜利煤矿；智能环境监测；机器视觉；无线传感设备；图像识别

露天煤矿智能综合管控平台应用研究2023年第1期

作者：金 磊1，付恩三2，田 羽1，李新鹏1，杜勇志1，于洪洋1，王福利1，周志伟1

单位：(1.国能宝日希勒能源有限公司，内蒙古自治区呼伦贝尔市，021000；2.应急管理部信息研究院，北京市朝阳区，100029)

摘 要 针对露天煤矿各系统数据分散、无法充分结合露天煤矿GIS“一张图”数据融合展示和风险实时分析等问题，国能宝日希勒能源有限公司(以下简称“宝日希勒露天煤矿”)结合自身信息化系统建设情况，构建了基于“云-边-端”的智能综合管控平台，介绍了该综合管控平台的总体架构，详细阐述了数据采集与存储、二三维一体化、风险监测预警技术等关键技术。通过在宝日希勒露天煤矿实际应用表明，该平台能够实现露天煤矿多维数据的综合查询和多维展示，提升了矿山各类系统异常数据的处置能力、综合风险分析能力和露天煤矿生产效率，对其他露天煤矿智能综合管控平台的建设有一定借鉴。

关键词 宝日希勒露天煤矿；智能综合管控平台；二三维一体化技术；灾害风险处置；风险监测预警

煤矿灾害智能综合防治系统构建及关键技术2022年第12期

作者：谭 震，王建文，王宏科，加保瑞，陈 菲

单位：(陕煤集团神木柠条塔矿业有限公司，陕西省榆林市，719000)

摘 要 针对煤矿各灾害子系统单独运行容易出现的信息孤岛现象，提出利用现代信息技术、计算机网络技术、数据库技术、中间件等技术构建煤矿灾害智能综合防治系统的具体思路，目的是将煤矿粉尘、火灾、水害等灾害综合到统一平台，进而实现多系统联动。介绍了煤矿灾害智能综合防治系统设计思路，阐释了包括煤矿安全风险数据融合监视、煤矿安全态势预测预警、安全风险分级管控、隐患排查治理和辅助应急救援等灾害智能综合防治系统的主要功能，从数据实时收集与存储技术、数据分析与预测技术、灾害响应与辅助救援技术3个方面系统地剖析了实现煤矿灾害智能综合防治系统构建的关键技术方法。实际应用表明，该系统通过建立统一矿山数据中心，能够在统一的时空框架下实现“人-机-环-管”系统协同管理，实现煤矿粉尘、火灾、水害等灾害的统一管理。

关键词 煤矿智能化；煤矿灾害智能综合防治系统；隐患排查治理；应急救援；预测预警

寺河煤矿风井场地生产系统智能化改造实践2022年第12期

作者：田 敏

单位：(晋能控股装备制造集团有限公司寺河煤矿，山西省晋城市，048200)

摘 要 针对晋能控股装备制造集团有限公司寺河煤矿(以下简称“寺河煤矿”)风井场地设备多、位置分散、生产系统多、监管难度大等特点，以寺河煤矿三水沟风井场地为试点，对风井场地生产系统实施了智能化改造。详细阐述了智能化集控系统架构设计，以及深井水处理系统、水源井监测系统、空压机控制系统、空压机余热回收系统、燃气锅炉房控制系统、污水处理控制系统、通风机控制系统和提升机控制系统改造，并对采用的关键技术进行了相关介绍。通过构建智能化集控平台，实现了对所有生产系统的远程、集中监测和控制，部分环节实现了智能化运行，达到了减员增效并实现本质安全的应用目标，为国内煤矿风井场地和地面系统智能化改造提供了经验借鉴。

关键词 寺河煤矿；风井智能化；远程监控；联动控制；智能化集控系统

综放工作面放煤量激光扫描自适应监测技术研究2022年第11期

作者：胡而已1，叶 兰1，孙益壮2，吕东翰2

单位：(1. 应急管理部信息研究院，北京市朝阳区，100029；2. 中国矿业大学，江苏省徐州市，221116)

摘 要 为解决煤矿综放工作面放煤量实时精准监测及短时超前预测问题，提出了一种由自适应补偿模块、煤流初始体积计算模块、煤流体积误差修正模块和放煤量短时预测模块4部分组成的综放工作面放煤量激光扫描自适应监测系统，并详细阐述了该系统的技术架构和技术原理。其中，自适应补偿模块采用倾角传感器可实时感知液压支架和激光扫描装置的位姿变化，计算激光扫描仪扫描角度偏移量，进而调整激光扫描角度，实现放煤量自适应监测；煤流初始体积计算模块利用激光扫描仪，获取刮板输送机上放煤量高度轮廓信息，采用三角微元法结合扇形微元法计算初始放煤量。通过搭建实验台以及在山西大同塔山煤矿8222工作面进行了现场试验，结果表明提出的放煤量激光扫描自适应监测系统能够对扫描角度自适应调节，实现了煤流量的精准监测，满足了井下现场放煤量的监测与预测需求。

关键词 综放工作面；放煤量监测与预测；激光扫描技术；自适应监测技术；灰色理论；小波神经网络

曹家滩煤矿智能供电综合管控系统的设计与应用2022年第11期

作者：张铝镓

单位：(陕西陕煤曹家滩矿业有限公司，陕西省榆林市，719001)

摘 要 为了实现陕西陕煤曹家滩矿业有限公司(以下简称“曹家滩煤矿”)供电安全和高效运行的目标，研究设计了一套智能供电综合管控系统，介绍了该系统的设计原则，详细阐述了该系统的整体架构设计以及智能防越级跳闸、变电站监测监控、供电系统故障诊断预警以及继电保护云平台等具体功能设计，通过“互联网+电力调控”，该系统采用先进的物联网、移动互联网、云计算、智能巡检机器人等技术，实现了供电系统的在线状态监测与诊断、系统优化、远程维护、大数据分析，极大地提高了供电系统的电能利用率。通过实际应用表明，该系统能够对电气设备全生命周期进行管理和服务，使矿井在电能使用过程中更加智能化和高效化，可显著提高供电的安全可靠性，降低供电运维成本，实现了矿井全部变电所无人值守作业。

关键词 曹家滩煤矿；矿井供电；智能供电；综合管控系统；无人值守

煤矿开采光纤光栅智能感知与安全决策关键技术研究2022年第11期

作者：方新秋1，2，冯豪天1，2，梁敏富1，2，陈宁宁1，2，芦楠楠4，吴 刚1，2，李 爽3，宋 扬1，2

单位：(1.中国矿业大学矿业工程学院，江苏省徐州市，221116；2.中国矿业大学智能化开采研究中心，江苏省徐州市，221116；3.中国矿业大学经济管理学院，江苏省徐州市，221116；4.中国矿业大学信息与控制工程学院，江苏省徐州市，221116)

摘 要 智能化开采是煤炭工业高质量发展的必由之路。为加快智能化煤矿建设，针对智能化开采初级阶段存在的煤矿开采环境与装备姿态信息感知不全面、多维感知信息精度低、多源异构数据融合弱、安全决策滞后等关键技术难题，笔者及团队经过多年的理论研究与现场应用，提出煤矿开采环境与装备姿态高精度光纤光栅感知理论，以解决多参量感知不准确、可靠性低的瓶颈问题，为高可靠矿用光纤光栅传感设备的研发提供了理论基础；开发了煤矿开采多维感知的光纤光栅传感技术与成套设备，解决了煤矿开采环境与装备姿态感知不全面、传感设备难组网等难题，为煤矿开采多参量感知的实践提供设备支撑；构建煤矿开采环境与装备姿态信息融合的安全决策平台，创新性地建立了煤矿开采“智能感知-动态响应-前兆预警-安全决策”关键技术体系。通过在40余座煤矿的实际应用表明，上述研究成果促进了煤矿开采的科技进步和产业升级发展，可有效解决煤矿智能化开采安全预警与融合决策的关键技术难题。

关键词 煤矿智能化建设；光纤传感；智能感知；多源数据融合；安全决策

基于煤矿事故全过程的智慧应急云平台架构及关键技术研究2022年第10期

作者：张 勇，宿国瑞，王 鹏，胡而已

单位：(应急管理部信息研究院，北京市朝阳区，100029)

摘 要 智慧应急是煤矿风险智能防控一体化的重要组成部分。基于我国应急管理机制建设现状，结合云计算、大数据技术理念，阐述了大数据视角下的应急管理机制，提出了包含应急数据采集、多源异构数据平台、智慧决策分析、应用及展示等4层的智慧应急云平台架构体系；从煤矿事故全过程角度出发，探讨了煤矿智慧应急平台中的应急情报整合、事故关键隐患挖掘、衍生灾害预测分析、事故应急反演、应急方案优选等关键技术及实现途径，以期为完善煤矿安全生产“一张图”、建设智慧应急平台提供参考。

关键词 智慧应急；云平台；架构体系；煤矿事故全过程；关键技术

顾桥煤矿智能化综采工作面建设关键技术及改进方向2022年第10期

作者：王国锋，沈 飞，程立严，谢杨华

单位：(淮河能源控股集团煤业分公司，安徽省淮南市，232001)

摘 要 以淮河能源控股集团煤业分公司顾桥煤矿(以下简称“顾桥煤矿”)1613(3)智能综采工作面为例，介绍了该智能化综采工作面建设实现的功能及其智能化生产模式，对建设过程中涉及的采煤机、液压支架控制及智能割煤工艺等关键技术进行了研究。在引入成熟的SAM型综采自动化系统的基础上，采煤机采用光纤复合电缆与5G相结合的通讯方式，实现综采工作面惯导系统数据传输高效稳定，为自动找直创造条件；基于现场地质条件较为复杂的实际，优化了综采工作面中部回采工艺流程，实现综采工作面液压支架自动跟机移架；基于现场设备布置及具体动作，优化采煤机在端头部分的运行策略，实现端头“三角煤”区域采煤机自动运行和液压支架自动跟机。针对现场应用效果，提出了加强两端头煤壁支护钢带和锚杆的拆除及拾取工艺、增强回采工艺与围岩的耦合程度、提高视频识别准确性、加强液压支架调控与围岩耦合程度、增强液压支架姿态调整适应性等4项智能化综采工作面建设亟需解决的问题。

关键词 智能开采；全流程自动跟机；回采工艺流程；机架协同；惯导系统

煤-水共采相似模拟试验材料力学特性分析2022年第10期

作者：吴宝杨1,2，李 鹏3，王雁冰4，张 冰5，池明波1,2

单位：(1. 国家能源集团煤炭开采水资源保护与利用国家重点实验室，北京市昌平区，102209；2.北京低碳清洁能源研究院，北京市昌平区，102211；3.国家能源集团神东煤炭集团，陕西省榆林市，719315；4.中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院, 北京市海淀区，100083；5.山东大学，山东省济南市，250100)

摘 要 为满足煤-水共采相似模拟试验材料对物理、力学、水理等性质的特殊要求，以石英砂、重晶石粉和滑石粉为骨料，以C325白水泥为粘结剂，以硅油为调节剂，使用电动平板夯振动压实成型，研发了一种低强度、吸水率可调、遇水不崩解且容易制作的新型煤岩体流固耦合相似材料。通过正交试验、极差分析法和方差分析法获取了材料的各类参数及影响规律，试验结果表明，材料密度可控范围为1.87～2.21 g/cm3，单轴抗压强度可控范围为0.75～5.24 MPa，弹性模量可控范围为117.76～505.05 MPa，吸水率可控制在1.85%～23.55%，各参数可通过石英砂含量、重晶石粉含量、水泥含量和硅油含量进行精确调节。采用该材料开展了多煤层开采煤矿地下水库模拟试验，试验中煤柱坝体裂隙发育与现场情况一致，离层裂隙和采空区具有较强的储水效果，而区域垂向裂隙导水效果更明显，验证了该材料的可行性与适用性。

关键词 相似材料；流固耦合；保水开采；正交设计；地下水库

煤矿提升机提升位置的精确指示与控制2022年第10期

作者：付中华

单位：(山西省长治经坊煤业有限公司，山西省长治市，047100)

摘 要 随着煤炭行业开采技术水平的提升以及煤矿规模的逐渐扩大，我国对机械化、自动化、清洁化的煤炭开采设备的需求日益增加。对于煤矿安全生产中的提升位置指示器等一些关键设备，需要它们来对提升容器的运行位置进行精确指示反馈。以气动执行机构磁偶式无杆气缸和比例方向控制阀为研究对象，分析了影响气动非线性位置伺服控制精度的因素；通过研究比例方向控制阀的非线性流量特性与磁偶式无杆气缸的非线性摩擦模型，建立了磁偶式无杆气缸非线性位置伺服控制系统的数学模型；通过设计RBF神经网络优化PID控制器，提高了磁偶式无杆气缸非线性位置伺服控制系统的位置控制精度。

关键词 煤矿提升机；磁偶式无杆气缸；位置伺服控制；RBF神经网络优化PID