智能煤礦所涉及的采、掘、機、運、通、洗選、營銷、質量、安全保障等主要系統應具有一定的自主感知、自主分析、智能輔助決策與執行能力。智能煤礦6大主要應用場景如下:
(1)智能探測
煤炭地質工作與采煤機多級聯動控制等技術,最終達到綜采工作面采煤全過程“無人跟機作業,有人安全巡視”的安全高效開采。
(4)智能通風
以煤礦安全監控系統、5G通信系統及人員定位系統的信息融合為基礎,以“云端”的大數據匯集與分析計算能力為依托,在礦井通風安全的技術范圍內,滿足安全跟蹤監控預警、日常通風管理、中長期分析設計、應急通風處置等方面的需求。
通過通風參數的在線實時監測,感知井下不同區域通風狀態,依據在線風網解算結果及安全規程要求,進行通風設施的智能調控,智能通風展現示意如圖10所示。重點應構建智能通風計算中心與“中樞神經”模塊,摒除過去類同于“高級計算器”作用的通風網絡解算概念,將 “解算”為引導的常規通風軟件系統有效升級為“任務”為引導的智能通風軟件系統,實現軟件功能的智能化。
系統能夠依據礦井通風系統的遞進變化及災害風險特征,完成通風系統穩定性與抗災能力的跟進式深度分析評價,實現對多主扇礦井災變通風的可能格局、全礦反風及局域反風的風量風速分布與轉換特點的跟蹤分析,有效辨識通風系統的控災特征與潛在風險,進而可以在應急狀態下實現主要通風機和井下通風設施的管控。
(5)智能調度
調度系統是綜合有線和無線通信技術、音視、視頻和廣播多媒體技術、物聯網等技術,實現日常生產監控和調度及應急指揮調度的綜合業務系統。
其涉及的海量音視頻文件傳輸、遠程操作、互聯融合等技術,屬于5G技術生態的基本屬性,因此5G技術生態可有效延伸調度的專業性并拓展調度的范圍,使得調度系統的功能設計更加科學和完備,對煤礦的日常安全生產、調度指揮、應急管理等方面具有極大的保障作用。智能調度系統不應僅僅局限于某一專業或者場所,應該是一個全方面的綜合調度系統,包括通訊調度、電力調度、監控調度、人員調度、機車調度和設備調度等多方面,系統可以將有線、無線、視頻、廣播所有設備采用一網承載,各分站之間可以互為備份、相互補充、協同工作,可以支持分級組網,實現從集團到分公司到礦的多級調度功能,并且可依據各類監測數據,實現災情的自動識別和預警,按需自動聯動有線、無線、廣播、視頻等設備。
(6)智能洗選
通過對生產灰分校正系統、洗選重介控制系統、粗煤泥智能控制系統,實現對選煤廠洗選生產。
工藝的無人化和智能化控制。需要重點研究壓力、密度、分流等單參數及多因素聯合作用對重介產品質量和粗煤泥產品質量的影響;重點研究分級旋流器組的智能控制解決方案,涉及液位以及入料泵的流量、入料壓力、礦漿濃度、電機轉速、旋流器組開啟數量等指標,使入料指標處于所需范圍內,降低底流夾細、溢流跑粗情況,提高分選效率。程序可依據不同產品(原、精、矸等)在生產過程中積累的各類數據,通過大數據智能融合分析,實現系統的自優化及深度學習,形成高精度的灰分校正程序,重介淺槽控制程序運算速度≤100 ms,粗煤泥控制程序運算速度≤100 ms,程序自優化及自學習進程≤1 d。