煤矿采煤工作面数字孪生系统研究与应用

1

作者 张磊 李绍良 曲越 《山东煤炭科技》 2024年第12期173-176,182,共5页

针对鄂尔多斯万利一矿31311工作面缺乏实时监测和预测能力、视频信号视角有限且有粉尘干扰的问题,提出数字孪生系统,通过物理感知层、数据层、业务逻辑层和表现层构建系统架构,采用光纤、Modbus、CANBUS、Profibus、OPC和无线通信等方... 针对鄂尔多斯万利一矿31311工作面缺乏实时监测和预测能力、视频信号视角有限且有粉尘干扰的问题,提出数字孪生系统,通过物理感知层、数据层、业务逻辑层和表现层构建系统架构,采用光纤、Modbus、CANBUS、Profibus、OPC和无线通信等方式进行数据采集,传感器采集的数据通过PLC、OPC服务器传输至客户端,MQTT用于实时数据转发,MySQL用于历史数据存储。可视化平台基于Unity引擎,结合HTML5、CSS和JavaScript,进行三维建模和渲染,并通过3ds Max实现高精度轻量化建模。系统成功实现了工作面设备的实时监测、状态反馈和智能控制,解决了传统视频监测可视度低的问题,提高了工作面的自动化水平。系统的实际应用显著提升了工作面的效率与安全性,助力工作面场景数字化转型。 展开更多

关键词 数字孪生 智慧煤矿 采掘设备 技术路线 平台设计 采煤工作面

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于全生命周期评价的风光制氢综合系统容量配置优化研究 被引量：2

2

作者 白章 郝文杰 +4 位作者 李琦 郝洪亮 温彩凤 郭苏 黄贤坤 《综合智慧能源》 CAS 2024年第10期1-11,共11页

风光互补发电制氢是促进风光资源就地消纳、减少弃风弃光的重要技术途径。然而风光出力的波动性与系统设备复杂性也对风光制氢系统的容量优化配置决策提出了挑战。为此基于全生命周期评价方法,将平准化制氢成本、单位氢气碳排放强度与... 风光互补发电制氢是促进风光资源就地消纳、减少弃风弃光的重要技术途径。然而风光出力的波动性与系统设备复杂性也对风光制氢系统的容量优化配置决策提出了挑战。为此基于全生命周期评价方法,将平准化制氢成本、单位氢气碳排放强度与系统能量损失率作为优化目标,结合改进的NSGA-Ⅲ多目标优化算法,构建了年产2万t氢气的离网型风光制氢系统容量配置优化模型,并进一步分析了系统碳排放与经济性收益。研究结果表明,结合内蒙古某地区风光资源特征,经优化后系统平准化制氢成本为25.88元/kg,单位制氢碳排放量为0.59 kg/kg,同时全年风光利用率提升至91.09%,风光制氢系统的资源得到了高效利用。同时,结合全生命周期碳排放分析计算,系统碳排放总量为25.03万t,与典型煤制氢技术相比,单位制氢的碳减排量降低了97.05%。研究成果将为开展风光制氢综合利用提供了有益参考。 展开更多

关键词 可再生能制氢 风光制氢综合系统 容量配置 多目标优化 全生命周期 经济性分析 碳排放

在线阅读 下载PDF 职称材料

天然氢气研究的现状、进展及展望

3

作者 孟庆强 金之钧 +12 位作者 刘全有 孙冬胜 孙建芳 朱东亚 黄晓伟 周袁 李强 魏永波 苏宇通 王璐 李朋朋 刘润超 刘佳宜 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1483-1501,共19页

化石能源导致的碳排放对环境可持续发展构成了巨大挑战,寻找低碳甚至零碳排放的清洁能源,是能源研究领域的重大科学问题和技术难题。天然氢气以其高热值、零排放和低价格的特点被视为未来最理想的清洁能源。通过分析氢气获取方式及发展... 化石能源导致的碳排放对环境可持续发展构成了巨大挑战,寻找低碳甚至零碳排放的清洁能源,是能源研究领域的重大科学问题和技术难题。天然氢气以其高热值、零排放和低价格的特点被视为未来最理想的清洁能源。通过分析氢气获取方式及发展趋势、天然氢气的形成及富集机理、分布特征、天然氢气形成与示踪、运移与保存理论和技术等的新进展,综合研究全球天然氢气勘探实践采用的新方法、取得的新成果,提出了天然氢气形成、保存与成藏理论、技术的关键科学问题。研究认为:天然氢气的资源量较大,形成机理多样,聚集过程复杂,勘探与开发风险较大,应加强基础理论研究,积极进行天然氢气勘探开发技术、装备研发;提出天然氢气勘探的“遥感圈方向,物探定来源,化探选目标”的工作方法;政府、行业应该在政策上予以积极支持,加强顶层设计,出台相关政策,推动天然氢气的研究与勘探开发。 展开更多

关键词 成藏规律 保存机理 形成速率 天然氢气

在线阅读 下载PDF 职称材料

高级智能化煤矿建设发展思考

4

作者 毛善君 陈华州 +10 位作者 刘海滨 景超 张弘 张鹏鹏 张磊 樊迎博 孙峰 李中州 吴叶明 贾瑞杰 李祥 《中国煤炭》 北大核心 2025年第1期165-180,共16页

目前煤矿智能化建设已经取得了阶段性重大应用成果,但仍处于初级或中级智能化水平,存在系统性和实用性等问题,智能化矿山建设步入深水区,高级智能化矿井建设势在必行。在分析智能化煤矿建设存在问题的基础上,结合科学采矿、工业物联网... 目前煤矿智能化建设已经取得了阶段性重大应用成果,但仍处于初级或中级智能化水平,存在系统性和实用性等问题,智能化矿山建设步入深水区,高级智能化矿井建设势在必行。在分析智能化煤矿建设存在问题的基础上,结合科学采矿、工业物联网、时空智能、大数据分析、智能制造和工业控制等技术,详细阐述了高级智能化矿井建设“六体系、六化、两模式或平台、六链流”的“6626工程”,并对高级智能化矿井建设分类、建设思路、经济与社会效益和相关关键技术进行了论述。“六体系”包括标准体系、技术体系、装备体系、管理体系、培训体系和服务体系;“六化”包括装备智能化、地测透明化、分析在线化、控制协同化、智能系统化、生产绿色化;“两模式”包括基于透明化地测保障的智能化协同管控平台及应用系统和基于精确时空信息的矿井采掘工作面少人或无人自适应截割协同管控平台及应用系统;“六链流”包括煤链流、电链流、风链流、水链流、物链流和绿色循环经济链流。高级智能化矿井建设的“6626工程”为智能化煤矿建设成功涉过深水区和可持续发展提供一种可行的路径和技术支撑。 展开更多

关键词 高级智能化矿井 “6626工程” 协同管控平台 时空智能 科学采矿

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于4DGIS的智能化矿区云平台关键技术研究及应用 被引量：8

5

作者 毛善君 景超 +6 位作者 李团结 黄伟 高鹏 宋启 李祥 陈金川 姜文磊 《煤炭学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期2626-2640,共15页

时空信息是智能化煤矿建设的重要基础,如何构建矿区统一的基于多维GIS的综合一体化管控决策平台,对提升智能化系统的实用性和可操作性具有重要的意义。针对目前智能化矿井、智能化矿区建设过程中矿区级GIS管理和应用方式单一、多层级管... 时空信息是智能化煤矿建设的重要基础,如何构建矿区统一的基于多维GIS的综合一体化管控决策平台,对提升智能化系统的实用性和可操作性具有重要的意义。针对目前智能化矿井、智能化矿区建设过程中矿区级GIS管理和应用方式单一、多层级管控模式缺乏全场景业务研究与应用、多源数据应用缺乏空间维度的融合分析以及生产设备控制缺少多系统空间协同联控机制等问题,提出了基于4DGIS的智能化矿区云平台总体框架,研究了基于“4DGIS+数字孪生”数据底座的“云边端”分层架构三级应用融合技术、基于大数据的跨数据库多源数据融合应用技术、基于4DGIS的自主可控设备群协同联控技术,研发了融合多元特征的时空图推理模型、基于大数据的决策支持模型应用子平台、4DGIS协同控制子平台,构建了“集团+矿井”生产要素全息可视、生产系统协同可控、生产管理智能可算的智能化矿区云平台,实现了煤矿井下的一键智能巡检、检修模式向生产模式一键切换的生产全过程协同控制、基于大数据的智能决策分析等功能,完成了单系统智能化向全矿区智能系统化的跨越。相关技术在黄陵矿业公司及所属一号煤矿、二号煤矿、双龙煤业、瑞能煤业4对矿井得到了实际应用,提高了矿井安全生产管控效率和集团公司的智能化决策支持水平。 展开更多

关键词 4DGIS 数字孪生矿井 智能化矿区 协同联控 智能化巡检 多源数据融合

在线阅读 下载PDF 职称材料

考虑启动压力梯度的致密油藏水平井裂缝干扰渗流特征 被引量：2

6

作者 钟会影 余承挚 +3 位作者 沈文霞 毕永斌 伊然 倪浩铭 《岩性油气藏》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期172-179,共8页

针对致密油开发中体积压裂水平井裂缝干扰的问题,在三线性流模型的基础上,通过引入半渗透边界条件和井间干扰系数α,建立了考虑未改造区启动压力梯度的致密油藏水平井裂缝干扰渗流模型,对不同干扰情况下水平井井底压力动态及产量递减特... 针对致密油开发中体积压裂水平井裂缝干扰的问题,在三线性流模型的基础上,通过引入半渗透边界条件和井间干扰系数α,建立了考虑未改造区启动压力梯度的致密油藏水平井裂缝干扰渗流模型,对不同干扰情况下水平井井底压力动态及产量递减特征进行了研究。研究结果表明:(1)α越大,裂缝干扰条数越多,压力动态曲线改造区线性流持续的时间越长,改造区窜流、拟稳定流动发生得越晚;未改造区启动压力梯度越大,拟稳定流发生的时间就越早。(2)裂缝导流能力越大,主裂缝线性流出现时间越早,两井裂缝导流能力越接近,α对压力动态的影响较明显。(3)α越大,井底压力相对较低的水平井初期产量越高,至晚期后,产量下降越明显,无因次启动压力梯度越大,后期产量递减越快。(4)裂缝导流能力越小,前期阶段产量曲线越靠下,两井裂缝导流能力相近时,α对产量的干扰相对较大。 展开更多

关键词 致密油藏 井间干扰系数 启动压力梯度 裂缝导流能力 渗流特征

在线阅读 下载PDF 职称材料

非洲马里气田天然氢气井勘探案例介绍及全球天然氢气勘探进展

7

作者 苏宇通 金之钧 +1 位作者 刘润超 王璐 《石油与天然气地质》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1502-1510,共9页

为了促进中国天然氢气藏的勘探和开发,推动天然氢气分布、富集机制以及成藏条件等方面的研究,基于文献调研剖析了非洲陶德尼盆地马里天然氢气勘探实例,同时介绍了全球天然氢气勘探进展。研究表明:马里氢气田的氢最可能的来源是西非克拉... 为了促进中国天然氢气藏的勘探和开发,推动天然氢气分布、富集机制以及成藏条件等方面的研究,基于文献调研剖析了非洲陶德尼盆地马里天然氢气勘探实例,同时介绍了全球天然氢气勘探进展。研究表明:马里氢气田的氢最可能的来源是西非克拉通Leo-Man地盾2.2~2.1 Ga岩石的活跃蛇纹石化作用,是岩石中的二价铁与水反应的产物。该氢气田发育两种类型的储层:上部储层为白云质碳酸盐岩,其中氢气主要以游离态存在;下部储层为砂岩,氢气主要以溶解态存在。氢气主要沿着断裂从氢源运移到储层,并在辉绿岩盖层的封闭下成藏。全球从事天然氢气勘探的公司数量已从2020年的3家增加到2023年的40家,多个国家已经开始发放氢气勘探许可证,但总体而言天然氢气的勘探和开发还处于起步阶段,成功案例较少,需要加强科学探索和技术突破。 展开更多

关键词 清洁能源 碳中和 天然氢气 氢气勘探 马里气田 陶德尼盆地 非洲

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于Matlab/Simscape的飞轮倒立摆仿真实验教学设计

8

作者 孙国鑫 夏龙飞 +1 位作者 李帅鹏 吴林锋 《中国教育技术装备》 2024年第20期125-128,132,共5页

针对自动控制原理硬件实验安全性低、实验成本高的问题,提出一种虚拟仿真实验的方法,利用Simscape和Solidworks联合搭建一个飞轮倒立摆系统,并设计PID控制器,实现对飞轮倒立摆系统的控制,通过仿真可直接观察飞轮倒立摆的运动情况。教学... 针对自动控制原理硬件实验安全性低、实验成本高的问题,提出一种虚拟仿真实验的方法,利用Simscape和Solidworks联合搭建一个飞轮倒立摆系统,并设计PID控制器,实现对飞轮倒立摆系统的控制,通过仿真可直接观察飞轮倒立摆的运动情况。教学实践表明,该虚拟仿真实验为学生提供了更好的学习体验,改善了自动控制原理课程的实验环境,提高了学生的学习兴趣,对于提高教学质量具有重要意义。 展开更多

关键词 自动控制原理 Matlab/Simscape Solidworks 飞轮倒立摆系统 仿真实验

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于数据驱动的工作面采煤设备数字孪生系统研究与应用

9

作者 曲越 李绍良 +3 位作者 张磊 付翔 王朋飞 吕月 《自动化应用》 2025年第7期121-124,128,共5页

针对鄂尔多斯万利一矿缺乏设备故障预测与人工成本高的问题,提出并应用了一种基于数据驱动的采煤设备数字孪生系统。该系统通过诊断知识库、孪生模型、可视化平台构建了完整的系统架构。通过采集设备的实时运行数据,利用Python实现诊断... 针对鄂尔多斯万利一矿缺乏设备故障预测与人工成本高的问题,提出并应用了一种基于数据驱动的采煤设备数字孪生系统。该系统通过诊断知识库、孪生模型、可视化平台构建了完整的系统架构。通过采集设备的实时运行数据,利用Python实现诊断知识库的决策结果,并将数字孪生模型导入Unity中,生成并发布WebGL格式的三维可视化平台。该平台结合HTML5、CSS和JavaScript技术,提供了高效的三维建模与渲染功能,确保了虚拟模型与真实设备的高效链接与实时同步。系统成功实现了工作面设备的故障模拟和预测性维护,不仅延长了设备的使用寿命,还大幅减少了人工干预和降低了维护成本,为矿山管理的智能化和科学化提供了重要支撑,助力了智能矿山的建设。 展开更多

关键词 数字孪生 故障预测 系统设计 采煤工作面 采煤设备 数据驱动

在线阅读 下载PDF 职称材料

跨临界二氧化碳冷热一体化技术打造零碳机场

10

作者 张信荣 卞晓宇 刘佳 《节能与环保》 2023年第9期39-42,共4页

在国家“双碳”目标背景下,节能减碳已在煤炭、化工、电力、冶金等行业掀起热潮。民航业作为高耗能行业,具有极大的节能潜力。本文结合西北地区某机场能源结构分布情况,基于跨临界二氧化碳冷热一体化原理和二氧化碳热泵技术,提出了零碳... 在国家“双碳”目标背景下,节能减碳已在煤炭、化工、电力、冶金等行业掀起热潮。民航业作为高耗能行业,具有极大的节能潜力。本文结合西北地区某机场能源结构分布情况,基于跨临界二氧化碳冷热一体化原理和二氧化碳热泵技术,提出了零碳机场项目的改造方案。通过对该机场现有电力、柴油、天然气等能源结构的分析,发现有效降低取热与制冷能耗是整个零碳机场改造的关键点,跨临界二氧化碳冷热一体化技术可以有效攻破这个关键点。然后,对整个零碳机场改造的技术原理和经济性进行分析,分析结果发现方案改造后该机场二氧化碳排放量可直接减少97.8%。由此可知,跨临界二氧化碳冷热一体化技术在机场的节能减碳方面具有巨大的推广运行潜力。 展开更多

关键词 跨临界二氧化碳冷热一体化 二氧化碳热泵 节能减碳 零碳机场

在线阅读 下载PDF 职称材料

深入推动能源革命 全面建设能源强国 被引量：1

11

作者 李想 刘全有 《经济》 2023年第11期52-55,共4页

立足我国能源资源禀赋,围绕能源安全保供、绿色低碳转型等高质量发展要求,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系,全面推进能源强国建设,是能源系统落实党的二十大精神的重要工作方向。建设能源强国意义重大,不仅是我国实现“双碳... 立足我国能源资源禀赋,围绕能源安全保供、绿色低碳转型等高质量发展要求,深入推进能源革命,加快规划建设新型能源体系,全面推进能源强国建设,是能源系统落实党的二十大精神的重要工作方向。建设能源强国意义重大,不仅是我国实现“双碳”目标的必由之路,也是落实习近平总书记“能源的饭碗要牢牢端在自己手里”重要指示的基础。 展开更多

关键词 建设能源 能源革命 能源资源 能源系统 能源安全 强国建设 新型能源体系 高质量发展

原文传递

压缩空气储能电站大罐式地下内衬硐库上覆岩体稳定性分析 被引量：2

12

作者 孙冠华 易琪 +3 位作者 于显杨 石露 马洪岭 罗红明 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2024年第12期2377-2391,共15页

随着新能源行业的快速发展,为满足能源存储的需求,压缩空气储能电站特别是其大罐式地下内衬硐库设计与建设成为了研究和实践的热点.硐库的上覆岩体稳定性是确保其安全运行的核心问题.采用Mohr-Coulomb强度准则,基于岩体极限应力场将大... 随着新能源行业的快速发展,为满足能源存储的需求,压缩空气储能电站特别是其大罐式地下内衬硐库设计与建设成为了研究和实践的热点.硐库的上覆岩体稳定性是确保其安全运行的核心问题.采用Mohr-Coulomb强度准则,基于岩体极限应力场将大罐式地下内衬硐库潜在失稳模式归结为三维常微分方程组的初值问题,并给出了求解方法.与物理模型试验结果对比分析,验证了方法的可靠性.进一步,建立了极限受力状态下的盖层被动岩土压力抗剪力学三维模型.该模型可用于计算安全系数,可量化评估覆岩体稳定性.参数分析结果表明侧压力系数对潜在破裂面形态影响显著,其次则为内摩擦角,较大的侧压力系数更有利于稳定性.对安全系数有显著影响的参数为埋深和最大储气压力.研究分析为大罐式地下硐库设计提供了关键的设计参数参考,以确保其稳定性和安全性. 展开更多

关键词 压缩空气储能 地下硐库 储气库 稳定性

原文传递