带式输送机巡检关键技术研究.pdf
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1、2023No9(上)设备管理与维修智能装备156带式输送机巡检关键技术研究吕红伟(阳泉煤业集团华越机械有限公司,山西阳泉045000)摘要:带式输送机在煤矿井下需要适应复杂的工程环境,现有巡检技术仅限于局部远程监测,智能化、自动化水平较低。设计能够适应复杂环境的无人自动巡检系统,通过自动巡检系统代替人工巡检,提高巡检智能化、自动化水平,有效解决矿井风险,提高煤矿安全管理水平,有力促进智能化矿井建设。关键词:带式输送机;巡检;自动化:智能化中图分类号:TD528文献标识码:BDOl:10.16621/ki.issn1001-0599.2023.09.63引言矿山机械的发展带动了运输机械的更新换代
2、,煤矿智能化的发展趋势明显。煤矿井下环境复杂恶劣叫,目前世界一流矿井的重要标准是无人化值守,实现设备智能化、自动化。如果主运输煤流系统可以自主实现自动化,则可以大大减缓煤矿生产的安全压力。很多学者都对巡检方面进行过深人研究,主要研究方向包括对于巡检用的各类传感器和温度、环境、压力、浓度等进行检测,有学者研究了无人值守自动巡检系统的工作原理和关键问题,但是大多研究是基于远程监控等技术的,并未对自动巡检技术进行深入研究。煤矿主斜井带式输送机具有长距离、大运量、大倾角等特点,运行中托辊等零部件极容易发生故障,不但会影响煤矿安全生产,同时会给工作人员带来极大的安全风险,并可能会造成次生事故,给煤矿带来
3、巨大的经济财产损失。本文设计的矿用巡检系统可以有效缓解上述问题,促进智慧矿山的进一步发展4。带式输送机巡检关键技术整体方案本文设计的带式输送机智能巡检系统以巡检故障率较高的零部件为基础,包括巡检设备主体、充电桩、通信局域网、挂轨、除尘清扫装置、各类传感器以及管理运营平台等(图1)。传感器的作用是对各项性能指标数据信息进行采集、分析,主要包括矿井烟雾信息浓度、温度指标、气体等。巡检设备充电后,将数据经由无线传输至管理服务平台,实时将巡检设备记录的运行情况反馈,并对电机、托辊、皮带等零部件的异常状态数据进行反馈,同时能进行运动调节控制。结合带式输送机运输特点,巡检设备以本安型为基准,主要为了提高运
4、行里程,轻化自身重量,且便于与充电桩进行匹配,解决了充电难的问题。在煤料运输过程,会有很多杂质附着在设备外表面,可以在非行人侧安装除尘装置。实时信息采集会有数据海量的情况,所以网络架构采用无线控制器,网络信号强度要满足大于50 dB的要求,以提高整个覆盖面。无线基站由控制器连接到光纤上进行集中管理。如果控制器不能正常工作,需要将无线基站设定为单独运营模式,确保网络畅通2托辊故障识别和异常工况识别本文基于信号时频分析方法,能够有效将周围噪声进行分无线控现场运现场运管理制器营平台营平台后台无线充除尘电桩装置地面交AP无线基站换机巡检机井上器人上矿用交机头井下换机挂轨机尾图1系统整体框架散缓解,故提
5、出了基于声压及声品质分析的带式输送机托辊故障识别方法。巡检设备在声音传感器的带动下,收集来自多个托辊的音频数据,利用噪声分析软件求解1/3 倍频程谱及声品质指标,实现以声音识别的方式对托辊故障进行巡检诊断。随着工作环境的不断改变,需要对各种工况进行识别监测。本巡检系统结合深度学习的视频技术,利用高清采集视频图像,以高像素摄像机巡检周边工况。针对粉尘不是很多的场景,可以借助普通滤波器;若粉尘比较密集,则可以使用暗通道先验去雾算法通过对比度增强实现视频去雾。在统一算法框架中融合图像去粉尘、去雾和光照均衡化,增强成像的清晰度和对比度。对于煤矿井下需要成像的要素,如异物、煤流等引起的皮带损伤、井下人员
6、安全和运行均衡速度等,一般在成像中不明显,所以本文提出了基于目标轮廓先验知识,采用候选区域生成方法,结合深度神经网络模型,完成异常工况的视频识别,这种识别方法具有一定的非显著性。3自动巡检机械设备核心控制自动巡检系统的核心控制主要由核心板与控制主板构成,两个部件协同配合。主板采用STM32F4型处理器,核心板采用RK3399型处理器,能够运算处理成像视频、图片,通过对2023No9(上)设备管理与维修157智能装备张编辑韵实时采集到的温度、电量等进行监测计算,关联WiFi、5G 等通信方式。在外设组件中,驱动板和电机、减速刹车器、编码器共同构成驱动机构,编码器的作用是定位巡检机械结构的位置,可
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