基于AI智能监测的煤流系统异物识别技术研究与应用

基于AI智能监测的煤流系统异物识别技术研究与应用

吴孝超 ,郭一涵  ,张洁  

河南中平自动化股份有限公司   河南省平顶山市467000

摘要：随着社会的快速发展，人工智能技术发展可充分满足人民群众的发展需求。近年来，智能化技术已展示出强大的集成趋势，为实现智能技术价值的最大化，可将其应用至机械工程之中。机械工程自动化施工环境相对复杂，机械工程运行的安全事故，为机械工程正常化运行带来桎梏。煤矿智能化技术应用至机械工程自动化中，可将结果直接转换成为数据，大大提升机械工程控制的精准度与效率，提升机械工程开展的工作效率，为机械工程安全提供相应的保障。

关键词：AI智能监测；煤流系统；异物识别技术；研究与应用

引言

煤矿智能化是实现煤炭工业高质量发展的核心技术支撑。实现智能化。通过项目实施，形成煤矿开拓设计、地质保障、生产、安全等主要环节的信息化传输、自动化运行技术体系，实现掘进工作面减人提效、综采工作面内少人或无人操作、井下固定岗位的无人值守与远程监控，实现开拓设计、地质保障、采掘、运输、通风等系统的智能化决策和自动化协同运行。

1采煤机自动化及智能化技术

目前，我国功率较大的采煤机已具备年采煤高达500万吨的能力，智能采煤技术位于国际先进水平。而煤机自动化智能控制系统的功能更加全面。首先，煤矿自动化和智能控制有动态、均匀控制、控制协作等模式，自动智能采煤机还具有高压电源控制模式。如果采煤机必须通过专用电源网络运行，且电源电压为6/10kV，还需要配备绝缘开关和配电盘等装置。在煤机的操作过程中，也必须由专家进行控制和管理。如果不需要进行煤炭运载作业，在高压配电装置对采煤机进行支持的基础上，可以采取分段电源的方式进行处理。此外，应用自动化与智能化技术的采煤机还可以实现变频软启动控制，其中软启动装置可以采取不同的方式工作，可以根据具体情况合理选择。通常，软启动装置必须安装标准的RS-485通信接口，并且必须添加内部标准协议，以确保与控制系统的有效连接和通信。此外，采煤机还可以在系统中实现智能电机保护。智能电机保护主要是电切割、电机推力和泵电机等，在实践中可以与工业控制一起实现信号传输。

我国地质条件复杂，煤矿开发面临复杂的地质条件。同时，国内对煤炭的需求不断增长，迫切需要提高煤炭开采效率，更新开采设备。20世纪80年代初，我国煤矿生产仍以分层开采为主，生产技术落后。1984年，成功地进行了综采作业试验，标志着我国煤炭生产的重大技术进步。自动化技术在煤炭工程中的应用一直是我国煤炭发展的动力和长期目标之一，煤矿自动化在很大程度上与一些国家广泛用于煤矿开采的液压支架的电液控制相关，并在此技术基础上开发。控制系统的应用支持煤矿的生产效率和生产率，而智能化与自动化技术为我国煤炭生产的水平提供了技术支持。

2煤矿智能化技术应用于机械工程自动化的路径

2.1记忆学习系统设计应用

操作人员可利用采煤机的遥控器完成对煤炭的演示切割过程，教学内容是需要手动完成，而在这一环节可通过采煤作业的具体情况设计开发套装，继而循环完成相应的煤矿作业工作。采煤作业环节，操作人员需要根据煤矿的具体情况科学化调整采煤作业的滚筒高度，同时，也要充分考虑液压支架云盾构速度、刮板运输机的承载能力等因素影响。在采煤过程中，借助性能良好的采煤机进行记忆切割，采煤机可基于记忆数据选择不同剪切位置、不同方向来切割煤块。

2.2设备健康维护管理

设备的健康维护及维修保养工作是设备管理的重要组成部分，也是提高设备使用寿命、提高使用效率的重点工作。煤矿运维人员可以在系统中定义特定时间到期，或长期滚动执行的维修保养计划，系统将在定期提醒管理员安排即将到期的维修保养计划，保证维修保养计划的准确安排与执行。还可以根据生产计划、设备状况，制订设备的维修保养计划，按照计划执行时间自动提醒相关的设备管理员、维修保养员，准确掌握设备故障率、故障原因、维修保养工作的执行情况等，为改进、改造、购置设备提供决策依据。

2.3集中润滑子系统

在带式输送机驱动部设置集中润滑子系统，对机头润滑点进行集中供油、逐点检测、按需润滑，实现远程监控、故障检测、集中监测控制的功能。通过矿用润滑装置用电控箱内的智能润滑控制器实现对系统的控制和反馈信号的收集，通过CAN总线控制线路，控制阀式给油器电控箱、润滑泵、阀式给油器等部件进行工作。根据润滑点用油量智能供油，避免浪费，节能降耗；降低设备故障率，减少设备故障停机时间；实现润滑系统的集中监控，在调度监控中心显示润滑系统的运行结果，提高智能化管理水平，实时监测系统供油状态，便于监督管理；降低工人劳动强度，节约人工成本和减少现场工人的数量。

2.4火灾监控子系统

火灾监控子系统以火灾感知、增强抵御火灾能力为目标，集成光纤测温系统及红外热成像仪等数据，实现矿井火灾多源异构信息的融合分析，形成一套矿井火灾预警决策支持体系。分布式光纤监测采用长距离矿用铠装光缆作为温度传感器，可以实现大范围、长距离的实时温度监测。可对主煤流沿线带式输送机进行分区监测、分区报警，实时掌握带式输送机的运行状态，及时发现局部过热点，以便采取措施改善该区域周围的散热条件，实现有效监督和有计划维护，从而提高设备运行和煤矿生产的安全性。红外热像仪在机电设备正常运转的情况下，检测电气设备的温度变化情况，根据温场分布、温度变化及温升情况判别是否存在故障。热像仪能够进行实时框测温或点测温，支持测量一幅画面多个区域内的最高温，同时可以设定温度阀值进行温度报警联动。

2.5自动调高技术

自动调高是煤矿自动化的关键技术之一，其核心是煤体边界识别技术。将复杂的碳分离传感器识别方法与智能内存管理相结合，不仅可以补偿单个传感器识别的稳定性、不可靠性和准确性，还可以避免过多地依赖人工行为和监测现象。这种技术方法适用于高性能自动剪刀，是首选的高度调整方法。在采煤机的作业过程中，必须确保其安装精度，以辅助滚筒随着地下层的厚度而发生精准变化。运行过程中，采煤机内部的滚筒通过灵活调整割刀高度来适应煤炭厚度的变化，实现采矿作业的高度安全。自动滚筒采煤机是煤矿开采的主要设备之一，滚筒主要通过调整发动机压力、调整铲刀和切割来调整展开高度。摆臂调节具有范围宽、灵敏度高、稳定性好等优点，因此得到了广泛应用。例如，以杠杆调节高度的自动调节系统，在采煤过程中通过动态电机驱动或液压泵的辅助，从液压泵的油箱中吸入液压油，并以此通过动作传递压力，最终改变液压泵系统中的压力、由液压控制系统实现高度的自动调节。

结语

随着智能化与自动化技术的发展和进步，我国煤炭开采技术不断深化。本文通过对智能采煤模式及其关键技术的分析，可以支持全面、准确理解智能采煤的基本模式和关键技术，其中智能采煤的信息传输和影像监控技术及煤炭信息判断、分析技术都是采煤机重要的自动化控制技术，设备优化一定要确保采煤机的稳定性和安全性。这对于促进先进技术在煤矿的合理应用，提高煤炭生产的质量和效率，保证全国煤炭行业安全生产具有积极作用。

参考文献

[1]葛世荣,郝尚清,张世洪,等.我国智能化采煤技术现状及待突破关键技术[J].煤炭科学技术,2020,48(7):28-46.

[2]罗开成,常亚军,高有进.综采工作面智能开采关键技术实践[J].煤炭科学技术,2020,48(7):73-79.

[3]杨生华,周永昌,芮丰,等.薄煤层开采与成套装备技术的发展趋势[J].煤炭科学技术,2020,48(3):49-58.

[4]鲍永生.特厚煤层综放工作面智能控制关键技术研究[J].煤炭科学技术,2020,48(7):55-61.