智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用研究

1、智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)在煤礦中的應(yīng)用為了實(shí)現(xiàn)井下帶式輸送機(jī)安全生產(chǎn)和無故障運(yùn)行的目標(biāo)，曹家灘煤礦設(shè)計(jì)了一套智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)。利用智能化技術(shù)，通過數(shù)據(jù)采集，對(duì)影響輸煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征抓取，并對(duì)抓取的數(shù)據(jù)進(jìn)行融合與關(guān)聯(lián)分析，最終將主煤流特征信息轉(zhuǎn)化后進(jìn)入規(guī)則庫。曹家灘井田地界處在陜西省榆林市北部，設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為1500萬t/a，井下輸煤系統(tǒng)由3條帶式輸送機(jī)組成，分別為大巷帶式輸送機(jī)、二煤帶式輸送機(jī)和工作面順槽帶式輸送機(jī)。礦井井下傾角平緩，地質(zhì)構(gòu)造比較單一，容易開采。但傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)人工巡檢存在以下劣勢(shì)：1) 輸煤系統(tǒng)與環(huán)境監(jiān)測(cè)、人員定位、設(shè)備管理、視頻等系統(tǒng)相對(duì)獨(dú)立，不能夠?qū)崿F(xiàn)跨系

2、統(tǒng)的指揮與調(diào)度，指揮效率有很大的提升空間。2) 管理人員不能及時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境條件和突發(fā)狀況，發(fā)出的指令滯后，不能迅速得知故障原因。輸煤系統(tǒng)沿線人工巡檢有誤報(bào)或漏報(bào)的現(xiàn)象發(fā)生。輸煤系統(tǒng)距離長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多，當(dāng)流程中的一個(gè)設(shè)備出現(xiàn)停機(jī)故障時(shí)，會(huì)對(duì)整個(gè)煤流系統(tǒng)造成停機(jī)的影響。3) 外部環(huán)境復(fù)雜，井下大巷照度較低，煤塵較高，容易受到外來人員或重物的碰觸，影響帶式輸送機(jī)的正常運(yùn)行，從而發(fā)生重大安全事故。4) 礦井組織人員按照計(jì)劃對(duì)輸煤系統(tǒng)進(jìn)行定期點(diǎn)檢與檢修。由于沒有很好地利用輸煤系統(tǒng)的過程數(shù)據(jù)，所以不容易發(fā)現(xiàn)設(shè)備的輕微異常，無法進(jìn)行預(yù)知維修。近年來，井下礦用長(zhǎng)距離帶式輸送機(jī)以其輸送速度快、輸送量大的特點(diǎn)，被

3、大量用于煤炭輸送工程。但井下帶式輸送機(jī)地處巷道環(huán)境，周圍情況復(fù)雜，安全隱患大，一旦遭到破壞損失就較為嚴(yán)重。曹家灘煤礦秉承“少人則安，無人則安”的安全管理理念，按照國家智能化、現(xiàn)代化煤礦的要求，設(shè)計(jì)了一套KRXJ38型智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)。1智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)KRXJ38型智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)是一套井下礦用帶式輸送機(jī)綜合智能化巡檢系統(tǒng)。它主要由3個(gè)子系統(tǒng)組成：托輥磨損實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)、沿線機(jī)器人報(bào)警子系統(tǒng)、主電動(dòng)機(jī)軸承振動(dòng)監(jiān)測(cè)子系統(tǒng)。為了保障井下帶式輸送機(jī)的安全生產(chǎn)和無故障運(yùn)行，設(shè)計(jì)采用先進(jìn)的智能化技術(shù)，通過異構(gòu)數(shù)據(jù)采集網(wǎng)關(guān)，對(duì)影響輸煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行特征抓取，并對(duì)抓取的數(shù)據(jù)進(jìn)行

4、融合與相性分析，最終把主煤流特征信息轉(zhuǎn)化后進(jìn)入規(guī)則庫。此系統(tǒng)主要由機(jī)器人本體、基站、軌道和地面工作站組成巡檢機(jī)器人搭載多種傳感器，實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)的圖像、聲音、紅外熱像、溫度及多種氣體濃度等參數(shù)。該系統(tǒng)協(xié)同監(jiān)控帶式輸送機(jī)的整體工況和運(yùn)行狀態(tài)，分析主煤流系統(tǒng)的綜合效率，并給出提效措施，可大大降低設(shè)備的故障率并減少人工成本，及時(shí)反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，從而消除安全隱患，使輸煤系統(tǒng)長(zhǎng)期處于良好的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。帶式輸送機(jī)參數(shù)見表1。2 智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)井下礦用帶式輸送機(jī)的安全生產(chǎn)和無故障運(yùn)行是非常重要的，實(shí)現(xiàn)不間斷的安全運(yùn)營(yíng)，可確切了解設(shè)備的所有參數(shù)，預(yù)知性地了解設(shè)備的異常故障、磨損狀況及壽命預(yù)測(cè)，使管理人員可以提前預(yù)知機(jī)電設(shè)備可能產(chǎn)生的各種情況，預(yù)先做好應(yīng)急預(yù)案，以達(dá)到合理安排生產(chǎn)和使用計(jì)劃、減少設(shè)備非計(jì)劃停機(jī)、降低維護(hù)成本的目的。智能礦用井下機(jī)器人巡檢系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)為：1) 該系統(tǒng)是一套綜合智能化巡檢系統(tǒng)，涉及到檢測(cè)、通訊等多種現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的融合。2) 該系統(tǒng)協(xié)同帶式輸送機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的整體工況和運(yùn)行狀態(tài)，可通過數(shù)據(jù)變化的提前預(yù)警降低設(shè)備的故障率和人工成本，反映現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況及設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，使帶式輸送機(jī)長(zhǎng)期處于良好的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。3) 該系統(tǒng)可以使設(shè)備檢修的針對(duì)性更強(qiáng)，變故障修為狀態(tài)修，變?nèi)斯ぱ矙z為自動(dòng)故障監(jiān)視，減輕維護(hù)人員的工作強(qiáng)度，