智能矿山综合管控平台研究进展及发展路径

邢震

邢震. 智能矿山综合管控平台研究进展及发展路径[J]. 工矿自动化，2023，49（9）：147-154. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2023070013
引用本文: 邢震. 智能矿山综合管控平台研究进展及发展路径[J]. 工矿自动化，2023，49（9）：147-154. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2023070013
shu
XING Zhen. Research progress and development path of intelligent mining comprehensive control platform[J]. Journal of Mine Automation，2023，49（9）：147-154. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2023070013
Citation: XING Zhen. Research progress and development path of intelligent mining comprehensive control platform[J]. Journal of Mine Automation，2023，49（9）：147-154. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.2023070013
shu

智能矿山综合管控平台研究进展及发展路径

  • 1.

    中煤科工集团常州研究院有限公司，江苏 常州　213015

  • 2.

    天地（常州）自动化股份有限公司，江苏 常州　213015

基金项目: 天地科技股份有限公司科技创新创业资金专项项目（2021-TD-ZD004）。
详细信息
    作者简介:

    邢震（1987—），男，山东平邑人，副研究员，硕士，研究方向为智能矿山整体解决方案、生产协同管控及煤矿安全信息化，E-mail：694826672@qq.com

  • 中图分类号: TD67

Research progress and development path of intelligent mining comprehensive control platform

  • 1.

    CCTEG Changzhou Research Institute, Changzhou 213015, China

  • 2.

    Tiandi (Changzhou) Automation Co., Ltd., Changzhou 213015, China

摘要

    摘要
  • 摘要: 智能矿山综合管控平台是实现煤矿安全高效生产的一个重要支撑，然而在研究及实践过程中仍存在对管控平台的概念描述不一致、管控平台功能开发及建设重点偏离核心发展方向等问题。为明确管控平台后期功能开发及现场应用过程中的发展方向及路径，分析了管控平台的本质，得出以数据流为主线的管控平台的本质涉及数据接入、数据融合、数据综合应用3个方面。通过对比和整合已出台的国家能源局、主要产煤大省、主要能源央企等的智能矿山验收管理办法，将管控平台的功能要求细分为基础支撑功能、扩展补充功能及关键核心功能。以三大功能为主线，总结了管控平台的研究及应用进展，并提出了发展路径：基础支撑功能存在数据接入稳定性不够、成熟度不够、实用性不够等问题，应朝规范性、可靠性方向发展；扩展补充功能可满足企业的个性化需求，但并不是智能综合管控的核心发展方向，应朝实用性、补充性方向发展，辅助实现全局的互联互通、协同管控、自主决策等关键核心功能；关键核心功能宜向标准化、稳定性方向发展，当前对关键核心功能的研究缺乏具体的标准和细节，为了实现智能矿山建设目标，需要解决煤矿现场实际存在的难点问题，并逐步挖掘新的应用场景和潜在需求。
    Abstract: The intelligent mine comprehensive control platform is an important support for achieving safe and efficient production in coal mines. However, there are still problems in the research and practice process, such as inconsistent conceptual descriptions of the control platform, and deviation from the core development direction in the development and construction of the control platform functions. In order to clarify the development direction and path of the later functional development and on-site application process of the control platform, the essence of the control platform is analyzed. It is concluded that the essence of the control platform centered on data flow involves three aspects: data access, data fusion, and data comprehensive application. By comparing and integrating the existing intelligent mine acceptance management measures of the National Energy Administration, major coal producing provinces, and major energy central enterprises, the functional requirements of the control platform are subdivided into basic support functions, expanded supplementary functions, and key core functions. Taking the three major functions as the main line, this paper summarizes the research and application progress of control platforms and proposes a development path. The basic support functions have problems such as insufficient data access stability, maturity, and practicality. The functions should be developed towards standardization and reliability. Expanding supplementary functions can meet the personalized needs of enterprises, but it is not the core development direction of intelligent comprehensive control. It should be developed towards practicality and complementarity to assist in achieving key core functions such as global interconnection, collaborative control, and independent decision-making. The key core functions should be developed towards standardization and stability. Currently, research on key core functions lacks specific standards and details. In order to achieve the goal of intelligent mine construction, it is necessary to solve the practical difficulties and problems in coal mine sites, and gradually explore new application scenarios and potential needs.
    • HTML全文

  • 图  1   以数据流为主线的管控平台

    Figure  1.   Control platform with data flow as the main thread

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    图  2   关键核心功能研究及应用进展

    Figure  2.   Research progress and application of key core functions

    下载: 全尺寸图片 幻灯片

    表  1   国家及地方、央企智能矿山验收管理相关政策汇总

    Table  1   Summary of relevant policies on acceptance management of intelligent mines by national, regional, and central enterprises

    适用范围 相关政策 发布时间
    71处示范矿井 《智能化示范煤矿验收管理办法（试行）》 2021年
    山西省 《煤矿智能化建设评定管理办法》 2023年
    陕西省 《陕西省煤矿智能化建设指南（试行）》 2021年
    内蒙古自治区 《内蒙古自治区煤矿智能化建设验收办法（试行）》 2021年
    贵州省 《贵州省智能煤矿建设指引（试行）》 2021年
    山东省 《山东省煤矿智能化验收办法（试行）》 2020年
    安徽省 《安徽省煤矿智能化建设验收办法（试行）》 2021年
    河南省 《河南省煤矿智能化建设验收办法（试行）》 2019年
    宁夏回族自治区 《宁夏煤矿智能化发展实施方案》 2021年
    国家能源集团 《国家能源集团煤矿智能化建设指南（2022版）》 2022年
    中煤集团 《加快煤矿智能化建设指导意见》 2021年
    下载: 导出CSV

    表  2   管控平台功能要求分类统计

    Table  2   Classification and statistics of functionality requirements for control platform

    区域 管控平台功能要求分值及比例 管控平台归属模块 模块
    权重     		平台
    权重
    基础支撑功能分值及比例 扩展补充功能分值及比例 关键核心功能分值及比例
    国家能源局 I类 12（40%） 4（13.3%） 14（46.7%） 信息基础设施 0.094 0.028
    II、III类 12（40%） 4（13.3%） 14（46.7%） 信息基础设施 0.104 0.031
    山西省
    （I、II、III类）     		21（60%） 3（8.6%） 11（31.4%） 信息基础设施 0.150 0.053
    陕西省 70（70%） 20（20%） 10（10%） 智能化综合管控平台 0.105 0.105
    贵州省 6.72（42%） 7.68（48%） 1.6（10%） 智能煤矿综合管控平台 0.160 0.160
    下载: 导出CSV
    • 参考文献(22)
  • [1] 王国法,刘合,王丹丹,等. 新形势下我国能源高质量发展与能源安全[J]. 中国科学院院刊,2023,38(1):23-37.

    WANG Guofa,LIU He,WANG Dandan,et al. High-quality energy development and energy security under the new situation for China[J]. Bulletin of Chinese Academy of Sciences,2023,38(1):23-37.
    [2] 王国法,杜毅博,陈晓晶,等. 从煤矿机械化到自动化和智能化的发展与创新实践——纪念《工矿自动化》创刊50周年[J]. 工矿自动化,2023,49(6):1-18.

    WANG Guofa,DU Yibo,CHEN Xiaojing,et al. Development and innovative practice from coal mine mechanization to automation and intelligence:Commemorating the 50th anniversary of the founding of Journal of Mine Automation[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(6):1-18.
    [3] 王国法,刘峰,庞义辉,等. 煤矿智能化——煤炭工业高质量发展的核心技术支撑[J]. 煤炭学报,2019,44(2):349-357.

    WANG Guofa,LIU Feng,PANG Yihui,et al. Coal mine intellectualization:the core technology of high quality development[J]. Journal of China Coal Society,2019,44(2):349-357.
    [4] 王国法. 煤矿智能化最新技术进展与问题探讨[J]. 煤炭科学技术,2022,50(1):1-27.

    WANG Guofa. New technological progress of coal mine intelligence and its problems[J]. Coal Science and Technology,2022,50(1):1-27.
    [5] 陈晓晶. 煤矿智能化综合管控平台研究与建设实践[J]. 智能矿山,2022,3(6):43-54.

    CHEN Xiaojing. Research and construction practice of intelligent comprehensive control platform for coal mines[J]. Journal of Intelligent Mine,2022,3(6):43-54.
    [6] 陈运启. 煤矿灾害智能一体化管控平台[J]. 智能矿山,2023,4(5):57-59.

    CHEN Yunqi. Intelligent integrated control platform for coal mine disasters[J]. Journal of Intelligent Mine,2023,4(5):57-59.
    [7] 杨坤尧,王立杰,李聪,等. 智能矿山一体化管控平台研究及实施[J]. 现代矿业,2023,39(4):245-248. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6082.2023.04.064

    YANG Kunyao,WANG Lijie,LI Cong,et al. Research and implementation of intelligent mine integrated control platform[J]. Modern Mining,2023,39(4):245-248. DOI: 10.3969/j.issn.1674-6082.2023.04.064
    [8] 徐华龙. 智能矿山一体化管控平台关键技术研究[J]. 煤矿安全,2022,53(12):144-149,154.

    XU Hualong. Research on key technologies of intelligent mine integrated management and control platform[J]. Safety in Coal Mines,2022,53(12):144-149,154.
    [9] 邢震,韩安,陈晓晶,等. 基于工业互联网的智能矿山灾害数字孪生研究[J]. 工矿自动化,2023,49(2):23-30,55.

    XING Zhen,HAN An,CHEN Xiaojing,et al. Research on intelligent mine disaster digital twin based on industrial Internet[J]. Journal of Mine Automation,2023,49(2):23-30,55.
    [10] 刘道玉,程宝军. 基于位置服务的煤矿智能化综合管控平台研究与应用[J]. 中国煤炭,2022,48(9):94-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-530X.2022.09.014

    LIU Daoyu,CHENG Baojun. Research and application of intelligent integrated management and control platform for coal mine based on location-based service[J]. China Coal,2022,48(9):94-102. DOI: 10.3969/j.issn.1006-530X.2022.09.014
    [11] 毛善君,夏良,陈华州. 基于安全生产的智能煤矿管控系统[J]. 煤矿安全,2018,49(12):102-107.

    MAO Shanjun,XIA Liang,CHEN Huazhou. Design of intelligent coal mine management and control system based on safety production[J]. Safety in Coal Mines,2018,49(12):102-107.
    [12] 丁序海. 三道沟煤矿智能矿山建设实践与探索[J]. 工矿自动化,2022,48(增刊1):6-10.

    DING Xuhai. Practice and exploration of intelligent mine construction in Sandaogou Coal Mine[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(S1):6-10.
    [13] 张晓霞,陈思宇,苏上海,等. 矿井智能一体化管控平台设计及应用[J]. 煤炭科学技术,2022,50(9):168-178.

    ZHANG Xiaoxia,CHEN Siyu,SU Shanghai,et al. Design and application of mine intelligent integrated management and control platform[J]. Coal Science and Technology,2022,50(9):168-178.
    [14] 陈杰. 智慧煤矿管控一体化平台系统研究[J]. 煤矿安全,2022,53(4):129-134.

    CHEN Jie. Research on intelligent coal mine management and control integrated platform system[J]. Safety in Coal Mines,2022,53(4):129-134.
    [15] 李首滨. 基于工业互联网的煤矿智能一体化管控平台[J]. 智能矿山,2022,3(4):2-11.

    LI Shoubin. Intelligent integrated control platform for coal mines based on industrial Internet[J]. Journal of Intelligent Mine,2022,3(4):2-11.
    [16] 刘孝军,任文清. 基于MES系统的煤矿智能综合管控平台探讨[J]. 煤炭科学技术,2021,49(增刊2):257-262.

    LIU Xiaojun,REN Wenqing. Discussion on mine intelligent integrated management and control platform based on MES system[J]. Coal Science and Technology,2021,49(S2):257-262.
    [17] 崔亚仲,任艳艳,白明亮. 神东矿区煤炭智能化建设实践[J]. 煤炭科学技术,2022,50(增刊1):218-226.

    CUI Yazhong,REN Yanyan,BAI Mingliang. Practice of intelligent construction of Shendong Coal Mine[J]. Coal Science and Technology,2022,50(S1):218-226.
    [18] 张兵. 煤矿智能化综合管控平台研究[J]. 工矿自动化,2022,48(增刊2):65-69.

    ZHANG Bing. Research on intelligent comprehensive management and control platform of coal mine[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(S2):65-69.
    [19] 张晓霞. “煤科云”矿井智能一体化管控平台[J]. 智能矿山,2022,3(7):132-135.

    ZHANG Xiaoxia. The "Coal Science Cloud" intelligent integrated control platform for mines[J]. Journal of Intelligent Mine,2022,3(7):132-135.
    [20] 贺耀宜,高文,杨耀,等. 智能矿山多元监控信息融合与联动研究[J]. 工矿自动化,2022,48(11):11-19. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.17962

    HE Yaoyi,GAO Wen,YANG Yao,et al. Research on multi monitoring information fusion and linkage of intelligent mine[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(11):11-19. DOI: 10.13272/j.issn.1671-251x.17962
    [21] 韩安,陈晓晶,贺耀宜,等. 智能矿山综合管控平台建设构思[J]. 工矿自动化,2021,47(8):7-14.

    HAN An,CHEN Xiaojing,HE Yaoyi,et al. Construction conception of intelligent mine integrated management and control platform[J]. Industry and Mine Automation,2021,47(8):7-14.
    [22] 乔振峰,谢进,王占飞,等. 基于“7+1+1”基础架构的智能矿山建设[J]. 工矿自动化,2022,48(增刊1):1-5.

    QIAO Zhenfeng,XIE Jin,WANG Zhanfei,et al. Intelligent mine construction based on "7+1+1" infrastructure[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(S1):1-5.
    • 相关文章
    • 施引文献(65)

  • 期刊类型引用(57)

    1. 焦敬波，王震，赵春阳，刘盼，任月晓. 锚杆转载机组智能感知系统的研究与应用. 煤炭技术. 2025(01): 258-262 . 百度学术
    2. 周展，桓磊，蒋峰，张浩涯，韩蓓蕾. 基于矿用5G技术的采煤机智能化技术. 陕西煤炭. 2024(02): 114-117 . 百度学术
    3. 孙继平，彭铭. 矿井无线电波防爆安全发射功率研究. 工矿自动化. 2024(03): 1-5 . 本站查看
    4. 孙继平，彭铭. 煤矿信息综合承载网标准研究制定. 工矿自动化. 2024(04): 1-8 . 本站查看
    5. 李世银，杨瑞鑫，杨磊，沈胜强，李飞飞，胡青松. 煤矿井下智能超表面非视距无线覆盖技术综述. 中国矿业大学学报. 2024(03): 613-622 . 百度学术
    6. 魏春贤，李涛，连昶锦. 时间敏感网络在煤矿的应用. 工矿自动化. 2024(S1): 65-68+99 . 本站查看
    7. 梁明智，柳昆鹏. 基于5G网络的无人驾驶运输技术在兴盛露天煤矿的应用. 露天采矿技术. 2024(03): 32-36 . 百度学术
    8. 孙继平，彭铭. 无线电波发射功率防爆要求与检测方法. 工矿自动化. 2024(06): 1-5+22 . 本站查看
    9. 李晨鑫. 煤矿用5G关键技术研究现状与发展方向. 工矿自动化. 2024(07): 79-88 . 本站查看
    10. 孟积渐. 煤矿井下5G射频源远场辐射防爆安全分析. 煤矿安全. 2024(10): 221-227 . 百度学术
    11. 孙继平，彭铭，刘斌. 矿井无线传输测试分析与矿用5G优选工作频段研究. 工矿自动化. 2024(10): 1-11+20 . 本站查看
    12. 张立亚，马征，郝博南，李标. 矿用5G通信信号传输的干扰监测技术. 工矿自动化. 2024(11): 62-69 . 本站查看
    13. 黄友胜. 矿用定位通信一体化基站设计与实现. 煤矿安全. 2024(12): 229-235 . 百度学术
    14. 鞠晨. 矿井UWB定位系统中圆极化天线的优化设计和应用. 工矿自动化. 2023(01): 171-176 . 本站查看
    15. 王可冰，张立亚，姜玉峰，康守信. 煤矿5G融合通信管理平台研究. 中国矿业. 2023(01): 76-81+99 . 百度学术
    16. 刘清，张龙，李天越，杜鹏飞. 综采工作面三机数字孪生及协同建模方法. 工矿自动化. 2023(02): 47-55 . 本站查看
    17. 任文清. 基于ADS和HFSS的矿井UWB射频前端电磁联合仿真方法. 工矿自动化. 2023(02): 85-93 . 本站查看
    18. 吴文臻. 煤矿5G融合通信系统架构设计. 煤矿安全. 2023(02): 217-222 . 百度学术
    19. 何勇，徐元涛. 5G通信技术在智能化煤矿的应用与研究. 能源与节能. 2023(03): 167-169+173 . 百度学术
    20. 郭爱军. 基于UWB的PDOA与TOF煤矿井下联合定位方法. 工矿自动化. 2023(03): 137-141 . 本站查看
    21. 李晨鑫. 矿用5G通信演进技术研究. 工矿自动化. 2023(03): 6-12 . 本站查看
    22. 孙继平，梁伟锋，彭铭，张高敏，潘涛，张侯，李小伟. 煤矿井下无线传输衰减分析测试与最佳工作频段研究. 工矿自动化. 2023(04): 1-8 . 本站查看
    23. 吕瑞杰. 煤矿井下UWB信号路径损耗测量及中心频率选择. 工矿自动化. 2023(04): 147-152 . 本站查看
    24. 严策. 试析5G技术在煤矿智能化中的应用. 内蒙古煤炭经济. 2023(04): 145-147 . 百度学术
    25. 姚蔚利，蔡志佳. 矿井无人车应用技术分析. 山东煤炭科技. 2023(05): 225-227 . 百度学术
    26. 金智新，闫志蕊，王宏伟，李正龙，史凌凯. 新一代信息技术赋能煤矿装备数智化转型升级. 工矿自动化. 2023(06): 19-31 . 本站查看
    27. 孙继平. 矿井人员位置监测技术. 工矿自动化. 2023(06): 41-47 . 本站查看
    28. 李宗伟. 基于非视距误差抑制的矿井轨道机车定位方法研究. 工矿自动化. 2023(07): 75-82 . 本站查看
    29. 孙继平. 煤矿用5G通信系统标准研究制定. 工矿自动化. 2023(08): 1-8 . 本站查看
    30. 高晓成，闫涛，冯有宏，马国帅. 基于5G的井下融合基站关键技术的研究. 煤矿机械. 2023(10): 180-183 . 百度学术
    31. 蔡峰，王陈书略，乔梁，包晓波，张冬阳. 矿用5G智能终端数据交互和共享规范研究. 工矿自动化. 2023(09): 98-105 . 本站查看
    32. 李晨鑫. 基于5G的矿用装备远程控制技术研究. 工矿自动化. 2023(09): 90-97 . 本站查看
    33. 胡英杰，周代勇，张鹏. 矿用边缘控制技术及装备研究. 自动化与仪器仪表. 2023(09): 273-275 . 百度学术
    34. 肖磊. 煤矿智能化建设实践及采掘工作面关键技术探索. 内蒙古煤炭经济. 2023(15): 145-147 . 百度学术
    35. 姜玉峰. 矿用PON及其演进技术研究. 中国矿业. 2023(10): 88-94 . 百度学术
    36. 汪雪君. 智能化矿用摄像仪测试方法中约束条件的研究. 中国测试. 2023(S1): 86-90 . 百度学术
    37. 王国法，张铁岗，王成山，庞义辉，杨挺，孙春生，胡亚辉，张鹏. 基于新一代信息技术的能源与矿业治理体系发展战略研究. 中国工程科学. 2022(01): 176-189 . 百度学术
    38. 孙继平，程加敏. 煤矿智能化信息综合承载网. 工矿自动化. 2022(03): 1-4+90 . 本站查看
    39. 王皓，董书宁，姬亚东，乔伟，尚宏波，朱开鹏，周振方，宁殿艳. 煤矿水害智能化防控平台架构及关键技术. 煤炭学报. 2022(02): 883-892 . 百度学术
    40. 赵德伟，刘适永. 5G通信系统在煤矿安全中的应用. 中国新通信. 2022(06): 30-32 . 百度学术
    41. 孙继平，江嬴. 矿井车辆无人驾驶关键技术研究. 工矿自动化. 2022(05): 1-5+31 . 本站查看
    42. 宋单阳，宋建成，陶心雅，杨金衡，卢春贵. 具有故障诊断功能的液压支架电液控制器通信系统. 工矿自动化. 2022(05): 100-106 . 本站查看
    43. 宋哲君，张月山，邢曦文. 新媒体技术在煤矿安全中应用趋势探讨. 内蒙古煤炭经济. 2022(02): 112-114 . 百度学术
    44. 田志英. 煤矿信息智能化网络技术在5G场景下的应用. 矿业装备. 2022(03): 42-43 . 百度学术
    45. 李晨鑫，张立亚. 煤矿井下网联式自动驾驶技术研究. 工矿自动化. 2022(06): 49-55 . 本站查看
    46. 周代勇. 矿用跨区域协同控制技术及装备研究. 煤矿安全. 2022(07): 131-134 . 百度学术
    47. 白永明，郭林生，吴学明，杨景峰，董红涛，柳东林. 彬长矿业5G智能矿井建设与信息安全思考. 中国煤炭. 2022(07): 107-115 . 百度学术
    48. 张勇. 煤矿井下无线射频近场谐振耦合防爆电磁能仿真分析. 煤矿安全. 2022(08): 134-138 . 百度学术
    49. 孙继平，张高敏. 基于混合射线追踪的矿井电磁波分析方法. 煤炭学报. 2022(07): 2834-2843 . 百度学术
    50. 蒋建峰，张运嵩，张娴，张趁香，安淑梅. 基于Bayes评估的5G SA网络切片安全映射算法. 南京信息工程大学学报(自然科学版). 2022(05): 527-534 . 百度学术
    51. 丁序海. 三道沟煤矿智能矿山建设实践与探索. 工矿自动化. 2022(S1): 6-10 . 本站查看
    52. 闫启宏，黄友胜. 青龙煤矿5G专网研究与设计. 中国煤炭. 2022(10): 74-79 . 百度学术
    53. 冯晓斌. 5G+智能矿山建设实践. 陕西煤炭. 2022(06): 205-210 . 百度学术
    54. 王宏伟，武亚丹，陈龙. 液压支架数字孪生体联合建模方法. 工矿自动化. 2022(10): 13-19 . 本站查看
    55. 顾义东，孟玮. 煤矿5G无线通信系统建设构想. 工矿自动化. 2021(10): 1-6+13 . 本站查看
    56. 张立亚. 煤矿5G通信系统安全应用技术研究. 工矿自动化. 2021(12): 8-12+45 . 本站查看
    57. 蒋建峰，陈四华，尤澜涛. 智慧矿山5G网络上行速率增强算法. 工矿自动化. 2021(12): 62-67 . 本站查看

    其他类型引用(8)

    • 资源附件(0)
图(2)  /  表(2)
计量
  • 文章访问数: 
  • HTML全文浏览量: 
  • PDF下载量: 
  • 被引次数: 65
出版历程
  • 收稿日期:  2023-07-04
  • 修回日期:  2023-09-14
  • 网络出版日期:  2023-09-27
  • 刊出日期:  2023-09-27

目录

摘要
HTML全文
    参考文献(22)
    相关文章
    施引文献(65)
    资源附件(0)

    /

    返回文章
    返回

    苏ICP备 05016349号-2

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发  访问量：1145804    百度统计