煤炭学报

作者：张帆, 葛世荣,

关键词：智能矿山, 矿山数字孪生, 数字孪生体, 模型构建, 演化机理,

新一代信息技术与煤炭开采技术深度融合，为智能矿山技术发展提供关键技术支撑，将促 进煤炭工业创新、绿色、安全、高效发展。 数字孪生作为煤矿智能化无人开采的核心技术，是人工智 能理论方法与数字化技术的有机结合，数字孪生有望解决煤矿智能化无人开采中物理世界和信息 世界交互与共智的关键技术难题，对推动矿山全生命周期智能化建设和煤炭工业高质量发展具有 重要意义。 本文基于数字孪生技术和平行智能理论，提出了矿山数字孪生的概念框架、体系架构、 关键技术、基础理论和构建方法体系;提出了物理模型、仿真模型、机理模型和数据模型相互耦合的 矿山数字孪生演化理论模型，据此进一步解析了面向矿山智能开采应用场景的数字孪生模型构建 方法与演化过程，研究了矿山数字孪生系统与物理系统的理论模型、同步映射与协同演化机制，探 讨并揭示了矿山数字孪生的演化机理;最后以矿山智采工作面数字孪生实际应用为例，通过模拟矿 山生产场景数字孪生模型演化与协同控制，验证矿山生产场景的数字孪生建模效果并对其技术特 征进行解析，实现描述、建模、演化、预测相结合的矿山数字孪生系统模型。 本文旨在通过矿山数字 孪生技术内涵、方法、机理等理论新型研究范式，为矿山数字孪生技术应用落地提供理论指导，对未 来智能矿山研究和工业互联网在煤矿应用提供有益的启发与借鉴。

来源：2023年第1期

《煤炭学报》期刊编辑部

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