智能巡检机器人在胶带输送机栈桥的应用

郄佃喜

（晋能控股煤业集团精煤分公司马脊梁选煤厂 山西 大同 037003）

0 引言

选煤厂主要洗选工艺已实现模块化，洗选工艺由块煤系统、末煤系统、粗煤泥系统和煤泥系统四个部分组成，胶带输送机作为四个部分的主要运输设备，承担着选煤厂的原煤与精煤的运输任务。在生产过程中，虽然胶带输送机的正常运行已通过跑偏、打滑、欠速等传感器保护措施实现了信息化监控，但矿井产量大、生产任务重、胶带输送机工作负荷大，仍然会出现保护措施以外的一些生产问题，需要员工通过频繁的巡视检查来避免这些问题的发生。通过智能巡检机器人在胶带输送机栈桥的投入应用，代替巡检工巡视检查来避免这些问题的发生，取得了一定的效果[1]。

1 智能巡检机器人的组成结构

智能巡检机器人主要由机器人本体、上位机、无线通讯系统、充电装置和轨道系统组成，巡检机器人本体主要由驱动机构、隔爆腔体、本安腔体、本安双视云台摄像机（含红外热像仪、可见光摄像机、补光灯）、测速机构、换向限位传感器、停车传感器、防爆自动充电插座等部分组成，能够自动沿轨道往复移动，对选煤厂生产设备及生产环境进行全方位监测，如图1所示。

图1 巡检机器人组成结构示意图

2 智能巡检机器人技术参数及功能

巡检机器人本体外形尺寸：795 mm×410 mm×550 mm（长×宽×高）,重量：110 kg。巡检机器人采用伺服电机驱动，运行速度全程可调，最大速度0.5 m/s。巡检机器人巡航里程：在水平巷道，机器人充满电最大连续运行约8 km。巡检机器人充电时长5 h～6 h。爬坡性能：可攀爬不大于25度的轨道。

巡检机器人具有以下功能。

（1）智能识别功能

机器人智能识别皮带跑偏故障；智能识别煤矿井下水泵房、变电所等安装的指针仪表、数字显示表数据以及旋钮、旋杆、阀杆、指示灯状态等；定点识别大矸石、锚杆等形状异物（选配）。

（2）声音异常识别功能

现场设备在运行过程中发生磨损或者异常时，故障部位会产生较明显的声音异常，机器人实时采集现场环境声音，对采集的声音进行分析，发现异常及时发出报警信号，避免故障扩大化。

（3）红外热像图采集及温度异常报警功能

机器人搭载红外热像仪，实时获取被检测设备的红外热像图，存储并分析被检测设备的发热情况，预警皮带电机、减速机、滚筒、托辊、水泵前后轴、巷道沿线电缆等温度异常。

（4）移动图像采集功能

在低照度、高湿度和粉尘环境下，通过巡检机器人上搭载的多个摄像机实现对巡检巷道沿线图像采集。

（5）烟雾检测功能

巡检机器人上搭载有烟雾传感器，实现巡检巷道的烟雾检测报警。

（6）环境探测功能

搭载环境探测传感器，实现对现场CO、H2S、CH4、O2易燃、有毒危险气体的检测分析。

（7）自主避障功能

机器人避障系统能够感知障碍物，具有响应快、灵敏度高特点。

3 智能巡检机器人的工作原理

智能巡检机器人能够完全代替巡检工，可靠巡检、自主充电，利用其具有的智能识别功能、声音异常识别功能、红外热像图采集及温度异常报警功能、移动图像采集功能、烟雾检测功能、环境探测功能及自主避障功能，实时采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、烟雾等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及故障位置，把巡检工从恶劣的工作环境中解脱出来，减轻劳动强度、降低劳动风险，及时发现出现的问题，避免事故扩大化，大大减少生产过程中的非正常停机时间，具有终点自动换向、限位停止、定点校正等功能，设备体积小、结构紧凑、运行平稳，不影响正常行人和对设备的检修工作[2-6]。

4 智能巡检机器人的应用效果

巡检机器人能够完全代替巡检工，可靠巡检、自主充电，实时采集、存储、传输现场的图像、声音、温度、烟雾等数据，通过对数据的分析，判断是否存在设备故障以及故障位置，把巡检工从恶劣的工作环境中解脱出来，减轻劳动强度、降低劳动风险，及时发现出现的问题，避免事故扩大化，大大减少生产过程中的非正常停机时间，具有终点自动换向、限位停止、定点校正等功能，设备体积小、结构紧凑、运行平稳，不影响正常行人和对设备的检修工作，如图2。

图2 巡检机器人煤矿应用

2022年3月智能巡检机器人在马脊梁矿选煤厂胶带输送机栈桥投入使用，大大降低了歘煤、磁选机堵塞等现象的发生，减少了设备维护人员的工作量，提高了工作效率，使得设备的运转效率得到明显提升。

智能巡检机器人在投入使用前，每月因巡检不当影响生产时间约6 小时，投入使用后影响生产时间约为2小时，按平均每小时1 200 t煤量计算，则一年可以多入洗原煤5.76 万t，多洗出精煤3.8 万t，增加产值1900万元。

5 结语

智能巡检机器人在马脊梁矿选煤厂胶带输送机栈桥的使用，有效地提升了设备维检人员的工作效率，降低了巡检工劳动强度，及时准确地发现问题，解决问题，为原煤运输节约了时间，提高了原煤运输量，创造了可观的经济效益，值得在类似洗煤厂推广使用。