人工智能在煤矿机电设备中的应用

李保飞 文泽钰

【摘要】    随着社会现代技术水平的不断提高，煤矿机电设备应用人工智能技术已成为必然趋势，人工智能是煤矿机电设备的未来所趋，不仅能促进我国的发展速度，而且可以降低煤矿工作人员的安全事故发生率，提高煤炭资源的利用率。因此，本文主要研究人工智能在煤矿机电设备中的应用。

【关键词】    人工智能    煤矿机电    应用    智能化

引言：

人工智能技术已经是煤矿机电设备应用中的重要组成部分，人工智能是利用一些技术根据系统的目标和功能来实现和完善组织目标[1]。将人工智能技术应用到煤矿机电设备的智能化是必然的，本文主要研究了人工智能技术在带式输送机系统、智能检测、机器人、通风设备智能化中的应用。

一、在带式输送机系统中应用人工智能

在人工智能技术的推动下，带式输送机已成为研究的热点，其又是煤炭运输最重要的设备，可以说在这方面取得了重大成果。带式输送机能更好地处理井下距离长、没带你耗费大等问题，带式输送机运行速度、平稳、噪音低、可以上下坡传送，其广泛应用于井下作业。

周志宏在《当代人工智能技术在煤矿机电设备中的应用和渗透研究》中首次提到的一种矿井提升机，它被认为是给一种特殊形式的电梯，是一种重要的运输工具。变频煤矿提升机是我国现代矿井提升机发展过程中的一个典型代表，其特点是采用人工智能技术组装的电机和滚筒，优化升级时使用电气控制系统，此提升机在大幅提高煤矿作业时的运转速度[1]。

李林浩[2]、张高阳[3]等人在各自的文章中提到的速度智能控制系统，此系统首先通过速度传感器对皮带运行速度进行监控，再利用摄像头和视频监控系统对输送的煤矿物料数量进行检测，随后输入到PLC控制器中进行比较分析，若运行速度与物料体积相匹配，继续监控;若不相配，则发出提高或降低皮带输送机运行速度的命令。它的实践效果提高了采煤工作面智能化水平，提高了采煤效率。

二、机器人的应用

机器人是典型的人工智能产品。人工智能中的机器学习通过算法来模拟人类的学习能力，通过训练实践、环境和反馈信息以提升系统性能，这类机器人具有类人的知识总结能力，能从大量信息资源中找出有效信息并能自动学习来提升自己的智能化水平。机器学习能够解决各方面的难题，很大程度上降低人力成本与生产成本。煤矿机器人也能通过建立各种高精度、防爆传感器，构建视听触嗅觉等多模态融合的智能系统，完成烟雾检测、温度异常监测、自主抓持、智能识别分析等作业。在现在，煤矿井下生产作业过程存在下井人员多、事故率高、作业环境恶劣、风险高等问题，面对这些问题，机器人成为实现井下安全、高效完成任务的重要使用设备之一。它可以协助或直接代替作业人员完成极度危险的任务。为实现无人监管并能保质保量完成作业，机器人引用是必然的[4]。

智能巡检机器人[5]在煤矿安全巡检中有着广泛的应用。由于井下环境条件恶劣，易发生事故，可能会造成大量损失，因此，陆文涛等人设计了矿用带式输送机巡检机器人系统。崔融融提出了胶带输送机故障自动巡检机器人系统的想法，并给出了故障检测的算法和步骤。宣鹏程等人结合钢丝绳牵引和轨道式巡检的优势，设计了一种轨道式带式输送机巡检机器人系统，该系统不仅能实时采集和存储环境数据，还能智能识别异常情况。张涛等根据不同带式输送机故障研究分配相应的传感器，并根据不同的带式输送机创新了故障检测算法，设计了一个带式输送机故障巡检机器人系统，其具有传感功能、控制功能和通信功能，但是煤矿机器人通常在极度危险的环境下作业，仍然不能保证高度的安全性和稳定性，梁占泽[6]设计了带式输送机巡检机器人驱动系统，保证了巡检机器人在轨道上工作时的稳定性和可靠性。

三、智能检测

目前，智能检测在煤矿智能机电设备中有很多应用，如绝缘检测方法、超声检测技术、故障检测技术等，将这些技术应用在不同的方面，来提高工作效率、延长设备的使用寿命、保证煤矿作业人员安全，以此达到高效利用。绝缘检测方法在煤矿智能机电设备的使用中更为重要，随着智能化煤矿发展，各类煤矿机电设备层次不穷，其规模也逐年增加并且设备构造逐渐复杂化;同时设备运作中也会出现绝缘破损、老化、击穿等问题，机电设备绝缘性能在关系煤矿生产安全中已成为重要因素，因此，具有优良绝缘性能的机电设备是非常重要的。超声波检测技术在煤矿机电设备重发挥着重要的作用，此检测方法是进行无损检测，在不损坏设备或工作状态的前提下，对设备进行内外检查。与传统技术相比，超声波技术操作过程简单，能在第一时间检测出仪器的裂纹，其检测速度快，检测厚度较大，它几乎不会对煤矿工作人员造成伤害，也可以避免设备在运作过程中因机械强度、制造工艺和耦合失效的原因造成故障。故障检测技术是利用信息传递技术、传感技术、计算机技术等现代技术对综合性故障处理与检测的手段和方式。该技术可以明确机电设备的工况参数，预测机电设备的工作性能和可能存在的故障，进而科学地评价和识别机电设备发生异常的原因，帮助工作技术人员确定应对政策。

四、通风设备智能化

目前，自动化控制技术已广泛应用到煤矿通风系统中，自动化控制技术能提高通风系统的可靠性、安全性，更好地管理煤矿通风系统，自动化控制系统实现了对井下工作条件和工作情况的实时检测与管理，现已做到无需人工监控，减轻了工人的工作量，节约了管理成本。此技术设置了各种等级的安全机制，首先，设置了不同的安全级别，在不同的安全級别设置了不同的安全权限，这样安全分析员只能查看自己权限范围内的实时信息。这样的设置方式实现了系统数据的安全性，而且明确了工作人员的职责。

通风系统保证有毒有害气体第一时间排出并提供新鲜氧气，确保作业人员的安全。人工智能应用在此方面有所研究，马瑞[7]在《煤矿矿井通风安全管理与智能化应用》一文中提到了主扇风机无人化管理系统，该系统优化了风机的送风量和控制策略，提高了煤矿井下通风系统的安全性和可靠性;减少了通风系统设备的送风量损失和电耗，提高了设备的效率;提高了设备起动时电流对电动机设备的冲击影响，最大限度地减少了现场相关操作者的工作强度;减少因操作员手动操作而可能发生的错误操作。

五、结束语

综上所述，本文研究了人工智能在煤矿机电设备中的应用。在煤矿机电设备中，人工智能设备和技术的投入将会创造出巨大的价值，并且会带来巨大的收益。人工智能是时一门同时具有许多极富创新技术和科学挑战性的新兴科学。人工智能在煤矿机电设备中的应用技术还需研究，只有这样，才能不断地创造价值，加快国家发展速度并提高煤矿工作人员的安全性。

第一作者简介：

李保飞（1984年8月）男 汉族   陕西榆林 在读硕士 中级工程师，研究方向：矿井信息化、智能化。

通信地址：陕西省西安市临潼区西安科技大学 3337114125@qq.com  17749073448

参  考  文  献

[1]周志宏.当代人工智能技术在煤矿电机设备中的应用和渗透研究[J].矿业装备，2020（01）：84-85.

[2]李林浩.矿用带式输送机速度智能控制系统的设计与实践[J].机械研究与应用，2021，34（02）：176-177+180.

[3]张高阳.带式输送机智能控制系统设计及其应用[J].山东煤炭科技，2021，39（04）：129-131.

[4]张辰，范永，李贻斌，杨彤.人工智能在煤矿机器人中的应用[J].中国煤炭，2021，47（01）：93-98.

[5]邵珠娟，邓晓刚，程豪杰，杜才溢，张玉江.智能带式输送机巡检机器人在煤矿的应用[J].中国煤炭，2020，46（06）：35-39.

[6]梁占泽.矿用带式输送机巡检机器人驱动系统设计[J].工矿自动化，2021，47（04）：108-112.

[7]马瑞.煤矿矿井通风安全管理与智能化应用[J].科技创新与应用，2020（23）：184-185.

[8]裴文良.煤矿智能机器人及智能化系统发展与应用[Z/OL].（2020-04-21）[2021-05-23].https：//k.cnki.net/CInfo/Index/4098.