【摘 要】
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合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障.指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征,只有实现了人工智能基本要素,才能让传统煤矿企业发展出“智能”;只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能,才能称为煤矿智能化.提出一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路,它包括煤矿应用、计算能力、知识库、算法库和数据设施5大部分,简称ACKADa(Application,Computing,Knowledge,Alogorithm,Data).应用平台包括一个大平台、若干小平台和N个
【机 构】
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中国矿业大学 地下空间智能控制教育部工程研究中心,江苏 徐州 221116;中国矿业大学 信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116;中国矿业大学 徐州市智能安全与应急协同工程研究中心,江苏 徐州
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合理的建设路线是煤矿智能化技术落地应用的重要保障.指出智能煤矿=煤矿智能化愿景+人工智能3.0特征,只有实现了人工智能基本要素,才能让传统煤矿企业发展出“智能”;只有遵循煤矿企业发展规律、以煤炭行业高质量发展为愿景的人工智能,才能称为煤矿智能化.提出一套人工智能关键要素驱动的智能煤矿建设思路,它包括煤矿应用、计算能力、知识库、算法库和数据设施5大部分,简称ACKADa(Application,Computing,Knowledge,Alogorithm,Data).应用平台包括一个大平台、若干小平台和N个子系统,数据设施包括感知网络、骨干网络、自动化改造与综合接入、大数据中心,计算能力包括边缘计算、云计算和部分大数据中心设施,算法库包括智能设备健康算法、智能采掘算法、智能定位导航算法、智能视频分析算法等,知识库包括周知型知识库和习得型知识库.相比其他建设方法,ACKADa思路的建设内容更加完整合理,且具有理论上更易理解、实践中更易使用的优势,并能将综合自动化、矿山物联网、大数据、云计算、边缘计算等技术统一在一个井然有序的逻辑体系.
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为解决菲克扩散模型在煤粒瓦斯解吸扩散过程中存在较大偏差的问题,更好地解释瓦斯在煤粒中的解吸扩散机制,首先开展了封闭空间煤粒瓦斯解吸试验,得到不同初始解吸压力下的煤样瓦斯解吸数据,并评估了4种解吸经验公式的精确性;随后回顾了浓度梯度驱动的菲克扩散模型,提出了游离瓦斯密度梯度驱动的新扩散模型;在此基础上,建立了相关的解吸扩散数学方程,并采用有限差分数值方法进行数值解算;最后将新模型与菲克模型的解算结果以及试验数据进行比较,讨论了新瓦斯扩散模型的优势.结果表明:不同的解吸经验公式拟合试验数据的精确度差异较大,优
由于水资源短缺,陕北矿区利用采空区储存矿井水进行再利用,采空区储水量与采动裂隙空间分布密切相关,为准确预测采空区储水量,基于工作面上覆岩层断裂分带划分结果,确定煤矿地下水库的主要储水空间为垮落带与断裂带的裂隙空间,建立了采动覆岩裂隙率空间分布的计算方法,采用相似模拟试验得出了柠条塔矿1-2煤和2-2煤重复采动后上覆岩层的下沉曲线,计算出重复采动覆岩裂隙率在垂直和水平方向的空间分布情况.结果表明:沿垂直方向,随着高度增加,覆岩裂隙率逐渐减小,1-2煤开采后岩层裂隙率由1.87％逐渐下降为1.18％,2-2煤
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为进一步认识煤与瓦斯突出后巷道内突出流体的运移传播规律以及突出灾害的防灾减灾机制,以大型物理模拟试验为主,研究了突出流体运动、煤粉堆积、冲击波阵面传播、静压和温度等多物理参数的动态响应特征,建立了突出流体运移模型,并着重分析了突出流体在弧形直角拐弯巷道的运移规律.结果表明:突出煤粉在巷道内堆积呈现出两头多中间少的分布特征,多数煤粉集中分布于拐弯后巷道;冲击波阵面的传播速度呈先增大后减小再增大的演化趋势,气流速度快于煤-瓦斯两相流运移速度;巷道静压在单相气流阶段动态响应大,在煤-瓦斯两相流阶段骤降;空气压缩
以CO2地质封存为代表的负碳排放技术是实现我国碳达峰、碳中和战略目标的重要途径.煤层CO2封存成本低,同时可实现煤层气高效采收,符合国家绿色发展理念.尽早布局煤层CO2封存安全研究是保障我国碳达峰、碳中和目标的战略要求.对煤层CO2封存技术发展现状和安全问题进行了梳理和分析,当前煤层CO2封存仍处于示范阶段,规模化推广应用尚未实现.煤层CO2封存安全性主要受封存地质体结构、地质灾害、工程扰动等因素影响,现有安全监测方法多以CO2泄漏产生的某些环境效应为监测对象,缺乏对封存地质体自身安全性的监测.煤层碳封存
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