［關(guān)鍵詞］科技創(chuàng)新；煤礦；自動(dòng)配煤

隨著工業(yè)自動(dòng)化的不斷推進(jìn)與科技的飛速發(fā)展，煤礦行業(yè)正迎來轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要時(shí)期。然而，傳統(tǒng)煤礦生產(chǎn)方式已不能很好地滿足高效、安全、環(huán)保的生產(chǎn)需求。引入自動(dòng)配煤技術(shù)能夠優(yōu)化主運(yùn)輸膠帶機(jī)帶載量，提高設(shè)備利用效率，達(dá)到煤倉給煤機(jī)無人值守的效果。再結(jié)合智能調(diào)速技術(shù)可以優(yōu)化主運(yùn)輸系統(tǒng)的負(fù)荷，使其始終處于滿負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，減少設(shè)備運(yùn)行時(shí)間，提高效率，達(dá)到節(jié)能目的。自動(dòng)配煤技術(shù)與智能調(diào)速技術(shù)的有效融合，不僅能夠顯著提高煤礦生產(chǎn)效率，降低安全風(fēng)險(xiǎn)，減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度，還可以為煤礦行業(yè)的綠色化與智能化發(fā)展提供新的思路與可能。

1 煤礦自動(dòng)配煤概況

煤礦自動(dòng)配煤技術(shù)作為煤炭工業(yè)智能化發(fā)展的關(guān)鍵一環(huán)，近年來得到了廣泛推廣與應(yīng)用。得益于傳感器、計(jì)算機(jī)及自動(dòng)化控制技術(shù)的持續(xù)進(jìn)步，自動(dòng)配煤系統(tǒng)已由初步自動(dòng)化邁向了更為智能、精細(xì)的發(fā)展階段。實(shí)際應(yīng)用中，該系統(tǒng)憑借高精度傳感器持續(xù)監(jiān)測(cè)順槽膠帶機(jī)與主運(yùn)膠帶機(jī)的重要荷載指標(biāo)，并使用先進(jìn)算法對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)完成深入分析與處理，實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)的精準(zhǔn)給煤，從而使主運(yùn)膠帶機(jī)達(dá)到基本滿載運(yùn)行。煤礦自動(dòng)配煤技術(shù)的廣泛應(yīng)用具有深遠(yuǎn)意義，不僅顯著提高了膠帶機(jī)設(shè)備的利用效率，提升了配煤的準(zhǔn)確性與效率，還有效降低了生產(chǎn)成本和勞動(dòng)強(qiáng)度，并為煤礦生產(chǎn)帶來了經(jīng)濟(jì)與環(huán)保雙重效益。值得一提的是，自動(dòng)配煤技術(shù)的推廣與應(yīng)用也有力促進(jìn)著煤礦行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，并為煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了新的活力。自動(dòng)配煤技術(shù)不僅是煤礦智能化發(fā)展的核心成果，還是引領(lǐng)煤炭工業(yè)走向環(huán)保、高效、可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵力量。

1.1 自動(dòng)配煤實(shí)現(xiàn)原理

自動(dòng)配煤系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)瞬時(shí)煤量控制井下煤倉給煤機(jī)變頻器的頻率，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制與煤量的動(dòng)態(tài)調(diào)整，確保了主運(yùn)膠帶機(jī)的滿載運(yùn)行。

自動(dòng)配煤系統(tǒng)主要由6部分組成，分別為煤倉倉位檢測(cè)料位計(jì)、給煤機(jī)變頻開關(guān)柜、PLC控制柜、計(jì)量稱重裝置、智能監(jiān)測(cè)攝像頭及警示燈。

在煤倉頂部安裝雷達(dá)料位計(jì)，監(jiān)測(cè)煤倉煤量高度數(shù)據(jù)，利用南翼膠帶機(jī)已有的計(jì)量稱重系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)二水平綜放瞬時(shí)煤量及累計(jì)量，同時(shí)利用東翼膠帶機(jī)已有的計(jì)量稱重系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)主運(yùn)輸膠帶機(jī)瞬時(shí)煤量。

PLC控制柜監(jiān)控煤倉插板開關(guān)信號(hào)、倉位信號(hào)、給煤機(jī)變頻器啟?？刂啤⑺俣冉o定、電參數(shù)反饋、插板開關(guān)控制、計(jì)量稱重系統(tǒng)煤量數(shù)據(jù)及各種數(shù)據(jù)處理輸出等。

警示燈紅色閃爍表示全自動(dòng)配煤運(yùn)行中，人員不準(zhǔn)靠近；常綠表示設(shè)備閉鎖停機(jī)狀態(tài)，人員可停電檢修。防人員侵入AI攝像頭實(shí)時(shí)檢測(cè)是否有人員闖入煤倉下口非安全區(qū)域，若有則進(jìn)行語音警告，嚴(yán)重時(shí)停止自動(dòng)運(yùn)行設(shè)備。

1.2 自動(dòng)配煤控制原理

某煤礦現(xiàn)有4煤、6煤兩水平煤層生產(chǎn)。給煤機(jī)采用變頻控制，通過擬合計(jì)算變頻給煤機(jī)給煤量C，并結(jié)合視頻分析和帶速擬合4煤在東翼膠帶機(jī)上占比M%。利用6煤南翼膠帶機(jī)計(jì)量稱重系統(tǒng)檢測(cè)瞬時(shí)煤量，并結(jié)合視頻分析和帶速，擬合計(jì)算出到達(dá)東翼膠帶機(jī)上的瞬時(shí)煤量D和在膠帶機(jī)上的占比N%。東翼膠帶機(jī)滿載煤量設(shè)定為Q。依據(jù)Q≥A+B、%M+%N＜100%，確保東翼膠帶機(jī)的安全、高效運(yùn)行。

自動(dòng)配煤系統(tǒng)將依據(jù)瞬時(shí)煤量B和N%動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)給煤量A，并結(jié)合東翼膠帶機(jī)變頻調(diào)速功能，確保東翼膠帶機(jī)及外運(yùn)主運(yùn)輸膠帶機(jī)的滿負(fù)荷運(yùn)行。

1.3 自動(dòng)配煤實(shí)現(xiàn)方式

井下煤倉一臺(tái)給煤機(jī)插板調(diào)成2/3開度（標(biāo)定為A給煤機(jī)），另一臺(tái)給煤機(jī)插板調(diào)成100%開度（標(biāo)定為B給煤機(jī)），目前調(diào)試設(shè)定分為4段調(diào)節(jié)，使東翼膠帶機(jī)煤量保持滿負(fù)荷運(yùn)行。南翼膠帶機(jī)煤量大于3400t/h時(shí)，兩臺(tái)給煤機(jī)都停機(jī)；南翼膠帶機(jī)煤量大于2800t/h、小于3400t/h時(shí)，啟動(dòng)A給煤機(jī)，停B給煤機(jī)；南翼膠帶機(jī)煤量大于1700t/h、小于2800t/h時(shí)，啟動(dòng)B給煤機(jī)，停A給煤機(jī)；南翼膠帶機(jī)煤量小于1700t/h時(shí)，兩臺(tái)給煤機(jī)都啟動(dòng)。

2 自動(dòng)配煤技術(shù)與智能調(diào)速技術(shù)的結(jié)合

2.1 智能調(diào)速技術(shù)簡介

智能調(diào)速技術(shù)應(yīng)用機(jī)器視覺技術(shù)，通過實(shí)時(shí)捕捉礦區(qū)的視頻影像，利用先進(jìn)的AI算法完成深度圖像識(shí)別與處理。將圖像采集上傳到上位機(jī)，經(jīng)過圖像處理算法，得到膠帶機(jī)上煤量的占空比，實(shí)時(shí)估算膠帶機(jī)上的煤量，然后再把結(jié)果傳送到變頻器，通過變頻器進(jìn)行調(diào)速，這樣可以對(duì)膠帶機(jī)上的煤量進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)速。系統(tǒng)可以根據(jù)識(shí)別結(jié)果來靈活調(diào)整機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行速度，以此提升膠帶機(jī)等設(shè)備的有效利用率，達(dá)到節(jié)能目的。

2.2 兩項(xiàng)技術(shù)的結(jié)合

煤礦自動(dòng)配煤與智能調(diào)速技術(shù)的有效結(jié)合逐漸成為提升煤礦生產(chǎn)效率與安全性的重要手段。自動(dòng)配煤系統(tǒng)可以根據(jù)單個(gè)綜采面膠帶機(jī)實(shí)時(shí)帶載量，智能調(diào)整煤倉給煤機(jī)給煤量，以實(shí)現(xiàn)5條主運(yùn)膠帶機(jī)基本滿載運(yùn)行，提高設(shè)備利用率。而智能調(diào)速技術(shù)則通過實(shí)時(shí)監(jiān)控礦區(qū)的作業(yè)環(huán)境，動(dòng)態(tài)靈活調(diào)整機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行速度，保障生產(chǎn)流程的高效與安全。

兩者的融合在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)揮了不可或缺的作用。憑借自動(dòng)配煤系統(tǒng)精準(zhǔn)配煤，配合智能調(diào)速技術(shù)對(duì)生產(chǎn)流程的全面監(jiān)控與實(shí)時(shí)調(diào)整，煤礦可以實(shí)現(xiàn)更為精準(zhǔn)、高效的生產(chǎn)管理。該智能化的管理方式大幅提高了生產(chǎn)效率，有效降低了因人為操作失誤而導(dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)。具體來說，在自動(dòng)配煤系統(tǒng)依照主運(yùn)膠帶機(jī)滿載量控制給煤機(jī)給煤量時(shí)，智能調(diào)速技術(shù)能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)控生產(chǎn)線的運(yùn)行狀態(tài)，并結(jié)合實(shí)際需求來動(dòng)態(tài)調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行速度，以保證生產(chǎn)流程的順暢與安全。這種智能化的協(xié)同工作模式為煤礦的安全高效生產(chǎn)提供了有力的技術(shù)支撐，也促進(jìn)與推動(dòng)了煤礦行業(yè)的科技進(jìn)步與產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

2.3 運(yùn)行情況及效益分析

某煤礦的自動(dòng)配煤和智能調(diào)速系統(tǒng)自2020年11月起全面實(shí)施，結(jié)合煤倉料位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與給煤機(jī)的智能控制，實(shí)現(xiàn)了煤炭運(yùn)輸?shù)母咝Ч芾怼?/p>

從運(yùn)行情況看，自動(dòng)配煤技術(shù)滿足了各膠帶機(jī)的滿負(fù)荷運(yùn)行，減少了運(yùn)行里程和時(shí)間，而且各膠帶機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速得到了合理調(diào)整，而外運(yùn)膠帶機(jī)與主井膠帶機(jī)的轉(zhuǎn)速也均有所降低。這種智能調(diào)速方式提高了運(yùn)輸效率，顯著降低了能耗，為煤礦的節(jié)能減排與高效生產(chǎn)作出了積極貢獻(xiàn)。

2.3.1 技術(shù)效益

自煤礦自動(dòng)配煤系統(tǒng)實(shí)施以來，其技術(shù)效益顯著。系統(tǒng)通過引入先進(jìn)的圖像處理技術(shù)，對(duì)井下運(yùn)輸膠帶機(jī)和煤礦控制系統(tǒng)完成了智能化改造，實(shí)現(xiàn)了降速降耗、降速增效的目標(biāo)。具體而言，針對(duì)可調(diào)速膠帶機(jī)，在合理調(diào)速范圍內(nèi)，成功降低了電機(jī)轉(zhuǎn)速，特別是自動(dòng)配煤技術(shù)的加入，更加提高了運(yùn)輸效率，避免了不必要的能耗。

此外，該系統(tǒng)的實(shí)施還嚴(yán)格按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，不斷完善并達(dá)到了約定的技術(shù)性能要求。同時(shí)，設(shè)備外觀完好，且符合國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，攝像儀、顯示器、分站等關(guān)鍵設(shè)備均工作正常，控制系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，滿足了系統(tǒng)控制的要求。

2.3.2 經(jīng)濟(jì)效益

煤礦自動(dòng)配煤技術(shù)與智能調(diào)速技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用還顯著提升了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)通過自動(dòng)配煤和智能調(diào)速，實(shí)現(xiàn)了降速增效與降速降損的目標(biāo)，為煤礦帶來了可觀的經(jīng)濟(jì)回報(bào)。

此外，自動(dòng)配煤系統(tǒng)的成功運(yùn)行也進(jìn)一步提升了經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)的無人值守，從而減少了人工成本。該煤礦自動(dòng)配煤系統(tǒng)的實(shí)施，通過降低能耗與減少人工成本，顯著提升了煤礦的經(jīng)濟(jì)效益。

智能化改造不僅大幅優(yōu)化了生產(chǎn)流程，還為煤礦的可持續(xù)發(fā)展注入新的經(jīng)濟(jì)動(dòng)力。

2.3.3 環(huán)保效益

伴隨自動(dòng)配煤系統(tǒng)和智能調(diào)速系統(tǒng)的成功實(shí)施，不僅實(shí)現(xiàn)了技術(shù)效益與經(jīng)濟(jì)效益的提升，同時(shí)也帶來了顯著的環(huán)保效益。通過兩項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，減少了電量的消耗，節(jié)約了能源，減少了CO2排放，緩解了氣候變化，減少了設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間，降低了噪聲對(duì)環(huán)境的影響。

同時(shí)，自動(dòng)配煤系統(tǒng)的運(yùn)行也促進(jìn)了環(huán)保效益的提升。通過實(shí)現(xiàn)給煤機(jī)的無人值守，不僅提高了工作效率，還減少了人為因素可能對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響。該智能化的管理方式有助于推動(dòng)煤礦行業(yè)向更加綠色、環(huán)保的方向發(fā)展。

3 結(jié)束語

通過對(duì)煤礦自動(dòng)配煤技術(shù)與智能調(diào)速技術(shù)的建設(shè)與應(yīng)用進(jìn)行深入探討，發(fā)現(xiàn)這兩項(xiàng)技術(shù)在煤礦生產(chǎn)中具有巨大的應(yīng)用潛力與使用價(jià)值，不僅有助于大幅降低安全風(fēng)險(xiǎn)，提高生產(chǎn)效率，還有助于推動(dòng)煤礦行業(yè)的智能化與綠色化發(fā)展。未來，將持續(xù)研究與探索更多先進(jìn)技術(shù)，如人工智能、深度學(xué)習(xí)等。伴隨技術(shù)的創(chuàng)新與完善，自動(dòng)配煤技術(shù)與智能調(diào)速技術(shù)有望在煤礦行業(yè)得到更深入且廣泛的應(yīng)用，進(jìn)一步促進(jìn)煤礦生產(chǎn)的智能化與自動(dòng)化，進(jìn)而為煤礦行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供強(qiáng)大助力。