智慧矿山概念及关键技术探讨.pdf
第 4 O卷 第 6 期 2 0 1 4年 6月 工矿 自 动化 I ndus t r y a nd M i ne Au t oma t i on Vo 1 . 4 0 NO . 6 J u n .2 0 1 4 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 O 1 4 0 6 0 0 3 7 0 5 D OI 1 0 . 1 3 2 7 2 / j . i s s n . 1 6 7 1 2 5 1 X . 2 0 1 4 . 0 6 . 0 1 0 王莉 . 智 慧矿 山概 念及 关键 技术 探讨 E J ] . 工 矿 自动化 , 2 0 1 4 , 4 0 6 3 7 4 1 . 智慧矿山概念及关键技术探讨 王 莉 河南 理工 大学 测 绘与 国土信息 工程 学 院 ,河南 焦 作4 5 4 0 0 3 摘 要 从 国 内外矿 山信 息化建 设 的现状 出发 , 阐述 了智 慧矿 山的概 念及 特 点 ; 详 细介 绍 了空 间信 息技 术 、 云 网融合技 术 、 矿 山技 术 规 范和标 准 、 数 据挖 掘技 术 、 三 维模 拟 和 虚拟 现 实、 智 能采 矿 和服 务 技 术 、 安 全保 障 体 系等 智 慧矿 山的 关键 技 术 ; 给 出 了智 慧矿 山的研 究意 义 。 关 键词 智 慧矿 山 ;数 字矿 山 ;空 间信 息技 术 ;物联 网 中图分类 号 T D6 7 文献 标志 码 A 网络 出版 时间 2 0 1 4 0 5 3 O 0 9 5 4 网络 出版 地址 h t t p / / www. c n k i . n e t / k c ms / d o i / 1 0 . 1 3 2 7 2 / j . i s s n . 1 6 7 1 2 5 1 X . 2 0 1 4 . 0 6 . 0 1 0 . h t ml St u dy o n c o nc e pt a nd ke y t e c h no l o g i e s o f s ma r t mi n e W A NG Li S c h o o l o f S u r v e y i n g a n d L a n d I n f o r ma t i o n En g i n e e r i n g,He n a n P o l y t e c h n i c Un i v e r s i t y , J i a o z u o 4 5 4 0 0 3 ,C h i n a Ab s t r a c t Th e p a p e r s umma r i z e d c o nc e pt a n d c ha r a c t e r i s t i c s o f s ma r t mi ne ba s e d on s t a t us of mi ne i n f o r ma t i z a t i o n c on s t r u c t i on i n Ch i na a nd a br o a d,a nd i nt r o du c e d ke y t e c h no l o gi e s o f s ma r t mi ne,i nc l u d i ng s pa t i a l i n f o r m a t i o n t e c hn o l og y,c o mbi n a t i o n o f ne t wor k a n d c l oud c o m p ut i ng, mi ne t e c h ni c a l n o r m s a nd s t a nd a r ds , d a t a mi ni ng t e c hno l o gy, 3D s i m u l a t i o n a nd v i r t u a l r e a l i t y, i nt e l l i ge nt m i n i ng a nd s e r v i c e t e c hn ol o g y a nd s a f e t y g ua r a n t e e s y s t e m .I t a l s o ga ve r e s e a r c h s i g ni f i c a nc e o f s ma r t m i n e. Ke y wo r ds s m a r t m i ne;di g i t a l m i ne;s p a t i a l i nf or ma t i o n t e c hno l o gy;I n t e r ne t of t hi ng s 0 引 言 信息 化 、 网络 化 、 数 字化 、 智 能化 、 自动化 技术 深 刻影响着传统采矿业 , 从人力矿山、 机械矿 山发展为 信息矿山、 数字矿 山, 并逐步迈 向感知矿 山、 智能矿 山、 智慧矿山、 绿色矿山。受全球信息演进的“ 智慧地 球 ” 影响 , 采矿业 已经迈 向 自动化开 采和无人 开采 。 智慧 矿 山是一个 新 兴 的 、 发 展 中的概 念 , 是 理论 性 和 实 践 性 都很 强 的 多学 科 交 叉 的前 沿 技 术 。 1 9 9 9 年 , 吴 立新 提 出“ 数 字矿 山” 的概念 , 2 0 1 0年 , 中 国矿业大学提 出“ 感知矿 山” 的概念, 随后又有人提 出“ 智能矿山” 、 “ 智慧矿山” 等概念_ 1 _ 6 _ 。但是对“ 智 慧矿山” 还没有作出统一的定义 , 许多学者都根据 自 己的观点出发进行定义[ 1 。 。 。同时智慧矿 山还存在 空间数据地理框架不够完善、 基础理论体 系尚未建 立 、 空间数据格式编码标准和矿山行业的地理信息元 数据 标准等关 键技术还 没有突破 的 问题 。鉴此 , 笔者 在介绍国内外矿山信息化建设现状的基础上, 探讨 了 智慧矿山的概念及特点 、 关键技术和研究意义。 1 国 内外 矿 山信息 化建 设概 况 1 . 1 国外研 究现状 随着信息技术和 自动化采矿技术的飞速发展 , 许多矿业发达国家已制定了矿山信息化长远发展规 划 , 矿山信息化和 自动化程度越来越高。加拿大 国 际镍公司从 2 O世纪 9 0年代初开始研究 自动采矿技 术 , 拟 于 2 0 5 0年在 某 矿 山 实 现无 人 采矿 , 通 过 卫 星 操 纵矿 山的所 有设备 , 实 现 机 械 自动 采 矿r 2 。芬 兰 收稿 日期 2 0 1 3 - 1 0 1 1 ; 修 回 日期 2 0 1 4 0 4 2 1 ; 责任编辑 盛男 。 基金项 目 国家 自然科学基金项 目 4 1 0 0 1 2 2 6 ; 河南省教育厅 自然科学基金项 目 2 0 1 1 A4 2 0 0 0 3 ; 河南理工大学博士基金项 目 B 2 0 1 0 - 6 4 。 作者简介 王莉 1 9 8 1 一 , 女 , 辽宁营 口人 , 讲师 , 博士 , 主要研究方 向为地理信息系统和数字矿 山, E ma i l wa n g l i 2 9 h p u . e d u . c n 。 3 8 工矿 自动化 2 0 1 4年 第 4 0卷 于 1 9 9 2年开 始 了智能矿 山技 术计划 , 开 展 自动采矿 技术研究 , 涉及 采 矿 实 时过 程 控 制 、 资 源实 时管 理 、 高速通信 网络、 新机械应用和 自动采矿与设备遥控 等 2 8 个专题l_ 2 】 。1 9 9 9年美国对地下煤矿的 自动 定位与导航技术进行研究 , 获得了商业化的研究成 果 _ 2 。随着 专 家系统 、 神经 网络 、 模 式 识 别 、 遗传 算 法 等人 工智 能技术 , 全球 卫星 导航技 术 , 并 行计 算技 术 , 射频 识别 技术 , 遥 感 技术 等 在 矿 山设 计 、 矿 山开 采 、 矿 山生产 、 矿 山灾 害 预警 等 领 域 的应 用 , 国 际上 一 些大 型露 天矿 山 已实 现在 办 公 室 生成 矿 床 模 型 , 制 定矿 山开采计 划 , 并与矿 山开采设 备相连 , 形 成矿 山动态 管理 与遥控 指挥 系统 。 1 . 2 国内研 究现 状 受 矿业 发 达 国家 矿 山信 息 化 的影 响 , 越来 越 多 的 中国矿 业科研 人 员在思 考如何 推进 中国矿 山信 息 化 改造 与发展 智慧 矿 山技术 , 政府 和部 门 也对 矿 山 信息化高度重视 。1 9 9 8年 出现“ 数字地球” 概念之 后 , 2 0 0 2年 , 吴 立 新 、 朱 旺 喜 等 围 绕 数 字 矿 山 的 概 念 、 理论 、 目标 、 框 架 、 特征 、 技 术 与 应用 问 题展 开 了 热 烈 的讨 论 , 达 成 了许 多 共识 , 并递 交 了 关 于发 展 数 字矿 山 , 促进 矿 山 资源 高 效 与绿 色 开 采 的建 议 。 2 0 0 4年中国召开了数字矿山学术会议 , 矿山信息化 相关 的科 研论 文 、 成 果纷 纷 呈 现 。 中 国矿 业 大 学 在 矿山机器人、 矿山地理信息系统等多方面进行 了研 究 , 于 2 0 1 0年成 立 了中 国矿 业 大学 物 联 网 感 知 矿 山 研 究 中心 。感 知矿 山建 设 的核 心 内容包 括 感 知 矿山灾害风险 , 实现灾害预报预警 ; 感知矿山设备工 作状 况 , 实现预 知 维修 ; 感 知 矿 业 人员 周 围环境 , 实 现 主动 的安全保 障 ] 。 2智慧 矿 山的概 念 和特点 智慧矿山的内涵包括基础理论 、 各种技术、 系统 功 能的界定 , 因研 究对 象和 目的不 同 而有 所差 别 , 尚 无广泛共识 , 缺少精确性 。国内众多学者和机构从 不 同角度对 数字 矿 山 、 感知 矿 山、 智 慧矿 山建 设 的关 键技术 和建 设方 案提 出 了各 自的看 法及 思路 _ 1 。 从空间信息技术的角度来看 , 智慧矿 山就是矿 山数据的实时获取、 普适 的数据通信和集成、 智能化 数据处理及面向需求的智能化服务 。具体是指采用 遥感技 术 和全球 定 位 系统 对 矿 山进 行 测 量 和监 测 , 获得实时数据, 通过物联 网进行数据通信 , 在虚拟的 数据中心进行数据处理和集成, 并采用专业模型进 行 数据 分析 、 挖掘 和预测 , 最 终实现 面 向行业应 用 的 智能化 服务 。智 慧 矿 山 的核 心是 数 据 处 理 , 载 体是 物联 网 , 关键 是智 能 化 , 目标 是 服务 , 即实 现 以最便 捷的方式给最需要的人提供最需要的服务。 从矿山角度来看, “ 智慧” 是指智能的信息获取 、 智 能 的生产运 营 、 智 能 的决 策 管理 3个 方 面 , 而 “ 智 慧” 的体现是这些方面以协同的方式相互连接 、 相互 促 进 、 相 互保 障 , 从 而有 效地提 高矿 山企业 生产 经 营 效 率及 生产管 理水 平[ 2 。 从 概念 内涵 上看 , 数 字 矿 山 的核 心是 对 真 实矿 山及其 相关现 象 的统 一认 识 和模 拟 再 现 , 而 智 慧矿 山更强调在数字矿山基础上的智能化服务 。从技术 角度看 , 数字矿 山所涉及的技术多是空间信息技术 , 如 测绘 、 遥 感 、 全 球 定位 系 统 、 地 理信 息 系统 等 。而 智慧矿山是网络技术和空间信息技术的融合。 智慧矿山以物联网、 云计算 、 3 G等信息技术为 基础 , 通过各种传感器实现对真实矿山数字化、 网络 化 、 模 型化 、 可 视化 和 智 能化 管 理 , 即将 矿 山工 程 地 质 、 矿 山开采 、 矿 山安 全 预警 、 产 品运 输与 销售 、 矿 山 生态等综合信息全面实现智能化管理 , 将现代智能 采矿技术与传感器网络技术、 空间信息技术 、 现代控 制技术等紧密结合 , 构成人与人、 人与矿 山、 矿 山与 矿 山相联 的矿 山 网络 , 管 理 者 能实 时 动 态 地控 制 矿 山安 全生 产与运 营 的全 过 程 , 保 证 矿 山 的生 态 稳 定 和经 济可 持续增 长 。 智慧矿 山应该具有以下特点 具有功能齐全的 各类 传感 器 ; 具 有高速 的 网络系 统 ; 具 有功 能齐全 的 数据库系统 ; 具有工程三维模 拟仿真、 计算机分析、 制 图平 台 ; 具有 多功能 数据 挖掘 工具 ; 具 有 功能齐 全 的数 据采集 、 数 据转换 系统 ; 具有 完整 的数 据标准 与 规范 ; 具有矿 山安全指 挥调度 和用 户管 理 系统 ; 具 有 全面的采矿设计与计划编制系统等 。 3智慧矿 山关 键技术 目前 , 智 慧 矿 山大 多还 只是停 留在 概念 和 功 能 的描述上 , 对其关键技术缺乏全面规范的研究, 而这 些技 术正是 智 慧矿 山功 能实 现 的关键 。智 慧矿 山的 关键 技术要 准确 无误 地 给 出还 有 困难 , 笔 者 尝 试 从 空间信息技术角度给出智慧矿山的关键技术 。其构 成如图 1 所示 , 具体包括以下几个关键技术 。 1 空间信息技术。随着信息技术 、 通信技术 、 网络 技术 的发展 , 以测 绘 、 遥 感 、 全 球定 位导 航技术 、 地理信息系统为基础的空间信息技术将形成空天地 一 体化的传感 网, 并与全球信息网格集成 , 从而实现 实时化、 自动化 、 智能化和全球化的矿 山信息采集 、 处理 和服务 机制 E Z T ] 。 2 0 1 4年 第 6期 王 莉 智 慧矿 山概念 及 关键技 术探 讨 3 9 空间信息技术l l云网融合技术 矿山技术规范和标准 r _ 1 智慧矿山卜 - _ 1 安全保障体系 三维模拟和虚拟现实 l l 数据挖掘技术 l l 智能采矿和服务技术 图 1智 慧 矿 山 关 键 技 术 构 成 2 云网融合技术 。云网融合是将物联 网和云 计算相融合 的全新理念。物联网是将射频识别 、 红 外感应器 、 全球定位系统 、 三维激光扫描仪等信息传 感设备 , 按约定的协议与互联 网连接起来 , 进行信息 交换和通信, 以实现智能化识别 、 定位 、 跟踪、 监控和 管 理 的一 种 网络 _ 2 。所 以 物联 网 既 包 括 传 统 的 网 络基础设施 、 无线传感器网络, 也包括各种传感器技 术等 。云计算借助互联网整合 、 管理 、 调配分布在网 络各处 的计算资源 , 以统一界面 同时 向大量的用 户 提供服务 , 是分布式计算 和网格计算的进一步延 伸 和发展l 2 。2 0 1 2 年 , 云计算经过几年 的飞速发展 , 已经进入“ 低谷期” , 即成为产 品的阶段 。云网融合 旨在将云计算与物联 网紧密相连 , 实现最好 的融合 , 以便迎接未来互联网技术变革带来 的各种挑战。只 有 物联 网与 云计 算 实 现 了 真 正 的融 合 , 才 能 为各 类 矿 山带来更高的价值和更广泛 的应用 。云网融合技 术必将成为实现智慧矿山信息资源整合和数据分析 处 理 的关键 技术 。 3 矿山技术规范和标准。要建立一个真正 的 智慧矿山必须有一套完整 、 综合 、 全面的技术规范标 准体系 , 并逐步形成地方 、 行业甚至 国家标准 , 使其 对智 慧矿 山有 一 个 统 一 的 度 量L 2 。在 物 联 网 环 境 下 , 目前 的矿 山 面临空 间基 准不 一致 、 空 间数 据 时态 不一 致 、 数 据 存 储 格 式 不 一 致 、 通 信 接 口技 术 不 统 一 、安全监测技术规范不统一、 语义描述不一致 、 数 据分类编码不一致 、 元数据标准不一致、 生产管理技 术规范不统一 、 矿 山信息 集成方式 不统一等 问题。 矿山技术规范和标准是智慧矿山建设和数据处理转 换 的基础 _ 2 圳 。 因此 , 建 立 统一 的矿 山技术 规 范 是 实现物联网环境下智慧矿 山的重要工作。需研究与 智慧矿山数据采集 、 转换、 存储与处理相关的标准 , 矿 山空间信息分类编码标准, 矿山空间信息元数据标准 等, 以实现矿山空间数据智能化处理和智能服务 。 4 数 据挖 掘技 术_ 3 ] 。随着 智 慧矿 山各种 类 型海量数据的获取 和集成 , 从矿 山数据库 中挖掘知 识成为智能服务 的一个瓶 颈问题 。采用 图像处理、 模式识别 、 关联规则、 分类与预测、 时空序列分析等 方 式进 行数 据 挖掘 和 知 识 发 现 , 从 海 量数 据 中提 取 有 用 的知 识 , 基于 此 建立 决 策 支 持 和 智 能服 务 的专 家系 统 , 是 实 现智 慧矿 山 的关 键 技术 。 5 三维模拟和虚拟现实。借助虚拟现实、 三 维模拟和人工智能技术建立起来 的矿床模型、 采矿 模拟 、 地下矿井仿真、 井下 围岩力场仿真等 , 能够实 现矿井上下三维实体及景观的计算机动态显示 , 帮 助矿山企业 了解矿体形态、 构造, 模拟地下矿井火灾 场 、 井 下 围岩力 场和 地下 矿井水 灾 场 , 实 时跟 踪监 控 矿 井人 员 , 为矿 山决 策和 工程计 算 提供功 能服 务 。 6 智能采 矿 和服 务技 术 。智 慧矿 山需 要 智 能 采 矿技 术理 论 的支持 , 包 括无 人采 矿技术 、 井下 勘 探 与物探技术 、 井下快速定位与 自动导航技术 、 地下矿 井 人员 定位 技术 、 自动化 指 挥调 度 系 统 等_ 3 。智 慧 矿 山需 要实 现从 提供 矿 山数据 到提 供智 能服 务 的转 变 , 智能服务模式 主要包括智能空间信息服务的语 义模型 、 空间服务 网络模型等的设计和实现。 7 安全保 障体系。矿 山生产 特别是地下 开 采 有许 多难 以探 测 和 预 计 的危 险 , 如 瓦斯 爆 炸 、 塌 方 、 突水 透水 和 淹 井 、 火 灾 以及 机 电 运 输 等 事 故 隐 患 , 严 重威 胁 人 身安 全 。智 慧矿 山 以严 格 规 范 的管 理 、 完善 实用 的方 法 、 先进科 学 的技术 真正 实现无 人 员失误 、 无机器故 障、 无 系统缺 陷、 无管理漏洞 “ 四 无 ” 的人 、 机 、 矿 山 和 管 理 高 度 融 合 的 矿 山安 全 目 标 。其具 体 内容 包括 安全 检查 评价 、 事故 仿真研 究 、 灾害预警 、 事故预测预报等[ 3 。 4智慧 矿 山的研 究意 义 智慧 矿 山是继 数 字矿 山之后 又一 个新 兴 的学术 方 向, 是空间信息技术、 采矿工程、 物联网等领域知 识 的交叉 , 具 有很 强 的理论性 、 技 术性 和实 践性 。通 过对智慧矿山系统的研究、 建设与应用 , 能够提高中 国矿产资源开发利用水平及社会经济效益 。智慧矿 山 的研究 意义 表现 为 以下几 个 方面_ 3 。 一 一 一 一 圜 露 一一 一 一 一 露 4 0 工矿 自动 化 2 0 1 4年第 4 0卷 1 研 究 智 慧 矿 山 能 够 促 进 矿产 资 源 开 发 利 用, 提高矿山企业市场竞争力。研究并建设智慧矿 山能够推进传感器 、 空 间信息技术 、 监测监控系统、 智能采矿设备、 高速通信 网络、 计算科学及 虚拟现 实、 海量存储及信息处理技术在矿产资源开发利用 领域的集成应用 , 并能提高企业市场竞争力 。 2 研究智慧矿山有助于提高矿产资源开发潜 力 , 降低矿山开采风险。智慧矿 山能够系统地将矿 山生产过程 中的勘察 、 开采 、 矿物加工等环节以及矿 井、 采场 、 巷道状态实时展现在工作人员面前, 使之 有 效应对 矿产 资源 开 发 利用 中的 问题 , 提升 开 发 潜 力 ; 实时监 测矿 山生产 环境并 进行 安全 评价 , 有助 于 降低和避免矿山灾害风险 , 保 障矿山高产、 高效和安 全 生产 。 3 研究智 慧矿山便 于改善 矿产资源 管理模 式 , 提高企业生产效率 。研究和建设智慧矿 山可以 为 全面 、 动态 、 实时 、 准 确 地 掌握 矿 产 资 源 的储 量 和 变化, 合理科学地开发利用和保护矿产资源 , 保障矿 产资源可持续发展提供技术手段 , 有助于实现矿山 企业管理信息化 , 提高煤炭企业科研创新能力, 提高 企业 生产 效率 。 4 研究 智 慧 矿 山 可 以为 建 设 智 慧 城 市 、 智 慧 中国添砖 加 瓦 。智 慧 矿 山 作 为 矿 山行 业 的智 慧 系 统 , 是构成高层智慧系统如智慧矿 区、 智慧城市、 智 慧中国、 智慧地球等系统的基本单元 。研究和建设 智慧矿山可以促进和支撑高层智慧系统的发展和应 用 , 为高层智慧系统提供数据及信息。 5 结语 智 慧矿 山是 基 于数 字 矿 山 、 物联 网和 云计 算 而 建立的现实矿山与数字矿 山的融合, 以实现对矿山 的感 知 、 控 制和 智 能 服务 。智 慧 矿 山为矿 山信 息 化 建设和矿山企业 的发展提供各种智能化 的服务, 从 而使矿山更加协调地发展。智慧矿山相关理论的研 究、 技术的突破 、 信息基础设施的建设 , 以及政府 、 相 关 管理部 门和 矿 山企 业 的重 视 , 有 利 于 实现 矿 山安 全生产 , 提高矿山企业生产效率 , 为智慧地球提供支 持, 并促使智慧矿山更快发展, 从 而走 向绿色矿山、 无 人矿 山 。 参考文献 [1 ] 吴立新 , 殷作如 , 邓智毅 , 等. 论 2 1 世 纪的矿 山 数 字矿 山E J ] . 煤炭学报 , 2 0 0 0 , 2 5 4 3 3 7 3 4 2 . [2 ] [3 ] [4 ] [5 ] [6 ] [7 ] [8 ] [9 ] [ 1 O ] [ 1 1 ] 1- 1 2 ] [ 1 3 ] [ 1 4 ] [ 1 5 ] [ 1 6 ] [ 1 7 ] [ 1 8 ] [ 1 9 3 [ 2 O ] [ 2 1 ] 1- 2 2 ] 吴 立新 , 殷作如 , 钟亚 乎. 再论数字矿山 特征 、 框架 与 关 键技术 [ J ] . 煤炭学报 , 2 0 0 3 , 2 8 1 1 7 . 吴 立新 , 朱旺喜 , 张瑞新. 数字矿山与我国矿山未来发 展[ J ] . 科技 导报 , 2 0 0 4 7 2 9 3 1 . 吴 立新 . 中国数字矿山进展[ J ] . 地 理信息世界 , 2 0 0 8 , 6 5 6 - 1 3 . 张 申, 丁恩杰 , 徐钊 , 等. 物联 网与 感知矿 山专 题讲座 之一 物联 网基 本概念 及典 型应用 E J ] . 工矿 自动 化 , 2 0 1 0, 3 6 1 O 1 0 4 1 O 8 . 张 申, 丁恩杰 , 徐钊 , 等. 物联 网与感 知矿 山专题 讲座 之二感 知矿 山与数字矿 山、 矿山综合 自动 化[ J ] . 工矿 自动化 , 2 0 1 0 , 3 6 1 1 1 2 9 1 3 2 . 吴 立新 . 数字地球 、 数 字 中国与数字 矿 区[ J ] . 矿山测 量 , 2 0 0 0 1 6 - 9 . 王青 , 吴惠城 , 牛京考. 数字矿山的功能内涵及系统构 成[ J ] . 中国矿业 , 2 0 0 4 , 1 3 1 7 - 1 0 . 毕思文 , 殷作如 , 何 晓群 , 等. 数 字矿 山的概 念 、 框架 、 内涵及应用示范 [ J ] . 科技导报 , 2 0 0 4 6 3 9 4 1 . 汪云 甲. 数 字矿 山与矿 区 资源绿 色开 发 [ J ] . 科 技导 报 , 2 0 0 4 6 4 2 4 5 . 曹代勇 , 余志伟 , 赵扬 , 等. 数字矿 山及其 关键 技术探 讨 [ J ] . 铜业工程 , 2 0 0 5 , 2 1 1 1 0 1 2 . 左 仁广 . 浅析数字矿山的几个 核心技术[ J ] . 中 国矿 山 工 程 , 2 0 0 5, 3 4 2 3 1 3 4 . 秦 德先 , 陈爱兵 , 燕永 锋 , 等. 矿 山数 字 化信息 系统及 其 应用研究 [ J ] . 中国工程科学 , 2 0 0 5 , 7 4 4 7 5 3 . 僧德文 , 李仲学 , 张顺 堂 , 等. 数字 矿 山系统框 架与关 键技术研究 l- J ] . 金属矿 山, 2 0 0 5 , 3 4 1 2 4 7 5 O . 王李管 , 曾庆 田, 贾 明涛. 数字 矿山整体实施 方案及其 关 键技术 I- J ] . 采矿技术 , 2 0 0 6 , 6 3 4 9 3 4 9 8 . 郑彬彬 , 张俊 文. 现代 化矿 山 数字矿 山 的概念及 其基本 结构 I- J ] . 煤炭技术 , 2 0 0 7 , 2 6 7 1 - 2 . 张申, 丁恩杰 , 赵小虎 , 等. 数字矿 山及其 两大基 础平 台建设 [ J ] . 煤炭学报 , 2 0 0 7 , 3 2 9 9 9 7 1 0 0 1 . 刁鑫鹏 , 贾朋风. “ 数字矿 山” 基本 框架及 其构建 技术 的研究 [ J ] . 企业导报 , 2 0 0 9 4 1 9 8 1 9 9 . 骆力. 数字矿山特征及建设探 析[ J ] . 金属矿 山, 2 0 0 9 , 3 8 5 3 6 3 9 . 涂 兴子 , 林在康. 数字煤 矿 的研 究与探 讨 [ J ] . 中 国煤 炭 , 2 0 0 4, 3 0 2 3 0 3 3 . P00LE R A , G0LDE P V , BAI DEN G R.Re mot e o p e r a t i o n f r o m s u r f a c e o f Ta m r o c k Da t a S o l o d r i l l s a t I N C Os S t o b i e mi n e E J ] . C I M B u l l e t i n , 1 9 9 6 , 8 9 9 9 6 4 7 5 O . PUKKI LA J , S ARKKA P . I n t e l l i g e n t mi n e t e c h n o l o g y p r o g r a m a n d i t s i mp l e me n t a t i o n[ C] / / M a s s M i n Co n f e r e n c e , B r i s b e a n, 2 0 0 0 1 3 5 1 4 3 . 第 4 O卷 第 6期 2 0 1 4年 6月 工矿 自 动化 I ndu s t r y a nd M i ne Au t oma t i on Vo 1 . 4 0 No . 6 J u n .2 O 1 4 ’ 。“ ’ i实验研 究 .⋯ . .⋯◆◆ 文章 编 号 1 6 7 1 2 5 1 X 2 O 1 4 0 6 0 0 4 1 0 4 D OI 1 0 . 1 3 2 7 2 / j . i s s n . 1 6 7 1 - 2 5 l x . 2 0 1 4 . 0 6 . 0 1 1 郝亚兵 , 王飞 , 王星 , 等 . 并 列双 U 型通风方式 下采空 区瓦斯运移 规律研究 I- ] - 1 . 工 矿 自动化 , 2 0 1 4 , 4 0 6 4 1 4 4 . 并列双 U 型通风方式下采空区瓦斯运移规律研究 郝 亚兵 , 王 飞 , 王星 , 刘祥 太原 理工 大学 矿 业 工程 学 院 ,山西 太 原0 3 0 0 2 4 摘要 为了更好地分析和掌握并列双 U 型通风方式下采空区瓦斯分布和运移规律 , 针对某矿综采工作 面 并列 双 U 型通 风 系统 的特 点 , 建 立 了 C F D模 型 , 数 值 模 拟 了并 列 双 U 型 通 风 方 式 下采 空 区 瓦斯 运 移 规 律 ; 分析 结果表 明 , 在 综采 工作 面采 用并 列双 U 型通 风 方式 , 由 于位 于采 空 区上 隅 角 附近联 络 巷 的作 用使 采 空 区的 大部 分 瓦斯 可以 随漏风进 入 辅助 回风 巷连 续排 出 , 使采 空区和 流 经上 隅 角的 瓦斯 减 少 , 有效 解决 了综 采 工作 面 瓦斯 超 限 的 问题 。 关键 词 采 空 区 ; 并 列双 U 型通风 系统 ;瓦斯 运移 ;C F D模 拟 中图分类 号 T D7 1 2 文献 标 志码 A 网络 出版 时 间 2 0 1 4 0 5 3 0 0 9 5 5 网络 出版 地址 h t t p / / www. c n k i . n e t / k c ms / d o i / 1 0 . 1 3 2 7 2 / j . i s s n . 1 6 7 1 2 5 1 X . 2 0 1 4 . 0 6 . O 1 1 . h t ml 收稿 日期 2 0 1 3 0 9 3 0 ; 修回 日期 2 0 1 4 - 0 4 0 8 ; 责任编辑 张强 。 作者简 介 郝 亚兵 1 9 8 8 一 , 男 , 河南 禹州人 , 硕士研究生 , 主要研究方 向为矿井通风 和矿井 瓦斯治理 , E ma i l 9 2 4 6 3 3 5 5 1 q q . c o rn。通讯作者 王飞 1 9 7 2 一 , 男 , 内蒙古巴彦 淖尔人 。 副教授 , 博 士, 主要从事 矿井灾 害防治技术研 究工作 ,E ma i l wa n g f e i t y u t . e d u . c n 。 1- 2 3 ] [ 2 4 ] E 2 5 ] E 2 6 ] E 2 7 ] E 2 8 ] E 2 9 ] [ 3 0 3 S ARKKA P,LI I MATAI NEN J , P UKKI LA J . I nt e l l i ge nt mi n e i mpl e me nt a t i on r e al i z a t i on of a vi s i on E J ] . C I M B u l l e t i n , 2 0 0 0 , 9 3 1 0 4 2 8 5 8 8 . STENTZ A , 0LLI S M , S CHEDI NG S, 以 a1 .Pos i t i on me a s u r e me n t f o r a u t o ma t e d mi n i n g ma c h i n e r y [ E l / / Pr o c e e d i n gs o f I nt e r na t i on a l Con f e r e n c e o n Fi e l d a nd S e r v i c e Ro b o t i c s ,P i t t s b u r g h, 1 9 9 9 2 9 9 3 0 4 . 戴喜 良, 魏雨辰 , 滕春 阳. 浅谈物联 网技术在 矿山 中的 应用I- J ] . 科技致 富向导 , 2 0 1 1 1 1 4 9 . 李一帆. 数字矿山技术与应用E M; . 郑州 郑 州大学 出 版 社 , 2 0 1 2 3 - 6 . 李德仁 , 姚 远 , 邵振峰. 智慧地球时代测绘地 理信息 学 的新使命E J ] . 测绘科 学 , 2 0 1 2 , 3 7 6 5 - 8 . 信春华 , 朱玉同 , 李春华. 基于 B / S结构 的煤炭技术 标 准体 系信 息 系统 研 究 [ J - t . 中 国煤 炭 , 2 0 1 3 , 3 9 7 76 79 . S ANTUCC I G.F r o m I n t e r n e t o f d a t a t o I n t e r n e t o f t h i n g s [C] / / P r o c e e d i n g s o f t h e I n t e r n a t i o n a l C o n f e r e n c e o n Fu t u r e Tr e n d s o f t h e I n t e r n e t , Lux e mbu r g, 2 00 9. 王军 , 邓开 艳 , 戴建样. 城市基础地理空 间框 架平 台建 设 研 究 [ J ] . 测 绘 与 空 间 地 理 信 息 , 2 0 0 8 , 3 1 1 3 5 3 8. 冯 菊霞 . 数 字 矿 山建设 探讨 E J ] . 科 技 情报 开发 与 经 济 , 2 0 0 5 , 1 5 2 2 4 6 2 4 7 . 胡晋山 , 何宗 宜 , 康建荣 , 等. 数字 矿 山的数据 组织 及 其 不 确 定 性 分 析 [ J ] .测 绘 科 学 , 2 0 0 7 , 3 2 3 1 39 141 . 李岩 , 谢 战良. 数 字矿 山建设 中多源异 构地测 数据 整 合初探E J ] . 能源技术 与管 理 , 2 0 0 5 4 7 2 7 3 . 聂兴信 , 刘 书香. 数字化 矿 山构 建过程 中 的数 据挖 掘 模 型研究[ J ] . 计算机 与网络 , 2 0 0 7 , 3 3 7 3 6 3 8 . 柳林 , 李德 仁 , 李 万武 , 等. 从地球 空 间信息学 的角 度 对智慧地球 的若干思考 E J ] . 武 汉大学学 报 信息科 学 版 , 2 0 1 2 , 3 7 1 O 1 2 4 8 1 2 5 1 . 李德仁. 地球 空 间信息 学的机 遇[ J ] . 武 汉大 学学报 信息科学版 , 2 0 0 4 , 2 9 9 7