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系统管理规范是煤矿智能化技术得到秦皇岛捐卵高效应用的保障
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  构建和完善煤矿智能化标准体系,将从根本上梳理煤矿智能化的技术路线并进行顶层设计,同时,对建设过程中的对象进行标准化,有利于统一智能化煤矿的建设思路,实现高端数据融合,促使大数据、人工智能等技术在煤矿落地。

  重点标准化领域和方向

  1通用基础标准

  煤矿智能化通用基础标准主要包括基础共性标准、设计类标准、评价类标准等方面的标准。

  1)基础共性标准:一是制定术语和定义,主要规范煤矿智能化相关概念,界定煤矿智能化标准范围,为其他各部分标准的制定提供支撑;二是制定参考模型标准,制定煤矿智能化体系架构,明确和界定煤矿智能化的对象、边界以及各部分的层级关系和内在联系;三是制定数据描述和数据字典标准,制定元数据、数据描述和数据字典标准,为煤矿智能化各环节产生的数据集成、交互共享奠定基础。

  2)设计类标准:煤矿生产受到地质环境等多种因素影响,其生产工艺必须根据煤层变化情况、矿山压力,瓦斯等环境因素进行相应调整,因此难以直接采用统一模式实现煤矿各系统的智能化建设或改造,必须在分析地质条件的基础上进行定制化的设计。智能化煤矿总体设计标准主要对智能化矿井的总体架构、功能和适用性进行规范;智能化生产设计类标准主要对煤矿主要生产环节综采、综掘、主运等智能化建设进行规范;智能化煤矿生产保障类设计标准主要针对保障煤矿安全生产的智能供电系统,环境安全监控系统,设备健康管理系统等建设进行规范,智能化煤矿配套场区设计类标准主要针对煤矿地面的洗运销,智能中心,智慧园区的建设进行规范。

  3)评价类标准:受其地质条件和技术成熟度的限制,煤矿智能化建设是一个分阶段缓慢改造的过程。如设立统一标准进行技术评价对于条件复杂的矿井将无法达到标准,缺乏技术公平,制约技术发展,易导致标准无法推行。因此需针对其地质条件进行分级分类,分阶段达标评判。

  一是按照可测量、可量化、可核查的原则从不同维度选取指标,制定智能化煤矿评价指标体系;二是针对评价指标体系确定评价方法;三是制定指导企业和行业开展智能化煤矿水平评价的实施指南。

  2支撑技术与平台

  支撑技术与平台标准包括标识解析、大数据平台、边云协同及应用平台等方面。

  1)标识解析标准:一方面规范煤矿工业互联网标识数据的编码和采集方法,包括各类标识数据采集实体的通信协议以及标识编码在二维码、射频标识标签存储方式等标准;另一方面规范设备之间,数据之间的通信及交互协议,确保实现煤矿万物互联,包括实现方式、交互协议、数据互认等标准。

  2)大数据平台标准:大数据平台标准主要包括数据采集标准、数据资产管理、数据处理与分析、数据仓库及数据服务等方面的标准。数据采集标准主要规范煤矿大数据平台的数据采集、集成和存储方式等方面的标准;数据资产管理对煤矿大数据主数据管理、元数据管理等方面进行规范;数据处理与分析标准规范煤矿大数据分析的流程及方法,包括煤矿流式数据快速分析流程,煤矿物理实体与数据实体的映像和相互关系等标准;数据仓库及数据服务规范大数据存储服务、大数据可视化服务、数据建模及数据开发、数据共享等标准。

  3)边云协同标准:边云协同标准主要包括煤矿云计算、边缘计算及边云协同管理等方面的标准。主要包括云计算虚拟化标准、边缘云、边缘网关及控制设备、能力开放标准、边云之间的协同管理等方面内容。

  4)软件平台标准:软件平台对于煤矿工业微服务标准、应用开发环境、平台互通适配标准及典型智能化应用系统进行规范。一方面对于智能化煤矿工业微服务架构性能、应用接入等进行要求,构建煤矿智能应用开发环境以及煤矿智能化管控平台;另一方面对于煤矿典型智能化应用软件,包括煤矿地理信息系统相关标准、煤矿三维可视化应用开发方式等方面进行具体规范。

  3煤矿信息互联网

  煤矿信息互联网标准主要包括煤矿信息网络、煤矿通信网络、煤矿定位网络及煤矿信息安全等方面。

  1)煤矿信息网络标准:信息网络标准主要提出满足煤矿智能化发展需求的网络体系架构,并制定其关键技术标准,研究低时延、高可靠连接与智能交互的网络组网技术标准,实现网络互联,业务互联,设备互联。包括矿井工业以太网总线、煤矿无线网络、基站及接入设备、煤矿物联网等方面。

  2)煤矿通信网络标准:煤矿通信网络标准主要提出满足生产需求高可靠的调度通信系统相关的技术要求。包括通信系统功能和相关通信基站及接入设备等方面的标准。

  3)煤矿定位网络标准:煤矿定位网络标准包括矿井高精度定位系统、矿井电子地图、位置服务接入规范等3个方面。其中矿井定位系统对井下狭长空间定位系统的关键技术、性能指标、定位基站的布施方式进行规范;矿井电子地图构建满足井下位置服务的分层煤矿电子地图的构建及显示方式,为定位系统提供基础支撑;位置服务接入规范对设备接入矿井高精度位置服务系统的接口协议、数据应用方式等方面进行标准制定。

  4)煤矿信息安全标准:信息安全标准主要包括控制系统安全、网络安全及数据安全等方面,控制系统安全规范煤矿各类控制系统中的控制软件与控制协议的安全防护、检测及其他技术要求,网络安全标准规范承载煤矿智能生产和应用的通信网络与标识解析系统的安全防护技术要求,数据安全标准规范煤矿大数据相关的安全防护、检测及其他技术要求。

  4智能控制系统及装备标准

  智能控制系统及装备标准主要包括综采智能化系统及装备、综掘智能化系统及装备、运输智能化系统及装备、供电智能化系统及装备、分选智能化系统及装备、煤矿机器人及新型共性关键传感器等方面。

  1)综采工作面智能化系统及装备技术标准针对综采工作面采煤机、液压支架、刮板输送机、泵站等设备的智能化系统及关键技术装备进行规范。

  2)综掘智能化系统及装备技术标准针对掘进,锚固,运输等工作环节中所应用到的智能化系统和关键技术装备进行规范。

  3)运输智能化系统及装备标准包括煤流运输智能化系统、辅助运输智能化系统及提升智能化系统等。煤流运输智能化系统及装备针对煤流运输过程中的关键监测系统及智能调速系统等进行规范;辅助运输智能化系统及设备技术标准主要针对辅助运输涉及的胶轮车、单轨吊、齿轨车等,实现智能化驾驶涉及的关键系统及装备进行技术规范;提升智能化装备对于矿井提升系统实现安全智能化运行涉及的关键系统及装备进行技术规范。

  4)供电智能化系统及装备标准针对煤矿供电系统智能化所涉及的供电系统区域协同控制,供电防越级跳闸及其所用的移动变电站、开关、变频器等智能电气设备技术进行规范。

  5)分选智能化系统及装备主要针对煤炭综合加工过程中涉及的相关智能化系统及装备进行规范。包括分选智能化系统,煤泥制样智能化系统,配煤装车智能化系统等。

  6)煤矿机器人标准一方面对于煤矿机器人基础共性技术,包括煤矿机器人长时供电与馈电管理、SLAM地图构建、机器人群协同控制等技术进行规范;另一方面对于煤矿各类机器人的性能指标,技术要求,检验规则等进行规范。

  7)共性关键传感器标准主要针对煤矿新型关键传感技术及装备进行规范,包括煤矿机器视觉、激光点云扫描、光纤光栅等新型技术及系统等性能、检验规则等进行规范。

  5安全监控及防控装备标准

  安全监控及防控装备标准主要包括地质环境监测、通防安全监控、电气设备安全监控、人员安全监控、应急管理及救援智能化系统等方面。

  1)地质环境监测系统标准主要针对煤矿地质环境涉及的顶板监测系统、冲击地压监测系统、矿山水文监测系统,以及实现矿山精细描述的探测系统相关的性能指标、技术条件、检验规范等制定标准。

  2)通防安全监控系统标准主要对煤矿安全生产过程中涉及的智能化通风与压风监控系统、瓦斯监测系统、矿井排水监控系统、矿井水处理系统、矿井防灭火监控系统、矿井防尘监控系统等,与环境安全监测相关的控制系统、装备、监测系统等的技术条件,性能指标,检验规范等进行标准制定。

  3)电气设备安全监控系统标准:一方面研究起草井下开关控制设备继电保护配置、漏电预防与保护接地、矿井供配电网络电能质量与治理,以及井下输配用电设备安全要求等方面的技术标准;另一方面研究起草井下不同场所、区域电磁环境典型限值,不同类型设备电磁辐射与电磁敏感度的要求等方面的技术标准。

  4)人员安全监控系统标准:为保证煤矿井下工人的安全,对于其人员安全监控系统涉及的单兵智能穿戴(包括增强头盔,生命体征检测马甲等),动目标运维(矿井电子围栏等)以及安全环境区域协调与决策系统等方面的技术条件、性能指标等进行技术标准规范。

  5)应急管理及救援智能化系统标准主要针对应急管理及救援过程中涉及的应急避险系统、压风自救系统、供水施救系统、应急通信系统等,系统实现智能化过程中涉及的技术条件、性能指标及试验方法进行规范。

  6生产保障标准

  生产保障标准主要包括设备可靠性标准、融合决策标准、智能化系统管理规范等方面。

  1)设备可靠性标准:随着煤矿智能化技术发展,对于其设备的可靠性提出更高的要求,因此煤矿智能化设备可靠性标准体系亟待建立。煤矿智能化系统可靠性规范包括煤矿设备可靠性建模与分析规范,煤矿设备可靠性试验技术条件,煤矿设备可靠性设计技术标准,设备故障诊断监控系统等。

  2)融合决策管理标准:随着煤矿信息融合与移动互联技术应用深入,对生产计划(ERP)、生产执行(MES)、生产过程控制(ACS)产生的数据形成数据仓库,实现多信息多维度在线分析、挖掘和可视化表示,在此过程中基于上述数据融合实现多维分析决策与闭环管控成为发展方向。因此需针对相关融合决策管理相关技术进行规范,以指导关键技术落地与保证生产安全。融合决策管理标准主要包括安全预控闭环决策秦皇岛捐卵、煤矿开采协同设计、物资智能调度决策、煤矿生产闭环管控决策等方面。

  3)煤矿智能化系统管理规范是煤矿智能化技术得到高效应用的保障。由于智能化技术应用过程中带来的管理模式、人员素质、工作流程均提出新的变革要求,因此在煤矿智能化建设初期急需对各环节的管理模式进行规范。包括对于总体煤矿智能化的管理模式以及各智能化系统应用管理规范。煤矿智能化标准体系如图3所示。



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