一、研究背景
近年来,煤矿信息化、智能化建设开展得如火如荼,智能化云计算大数据等新技术新装备,“机器人”装备的研究应用,大大提高了煤矿安全生产和管理效率。
在此情况下平煤股份二矿决定大力打造智慧矿山、智能矿山、绿色矿山,积极贯彻执行国家煤监局公告2019年第(1)号《煤矿机器人重点研发目录》,全力进行煤矿智能化建设、大力研发推进煤矿机器人的研发和应用,决定从瓦斯检查和智能信息显示开始着手建设,某矿现有专职瓦斯检查员45名,现有检查地点240处,永久避难硐室两处,临时避难硐室若干个,检查地点多分布广面积大出现严重人员不足问题急需解决。共同研发成功了煤矿智能瓦斯检查机器人,不但可以有效解决人员不足情况,还能有效减员90%以上,通过机器换人、替人减轻工人劳动强度,减轻企业生产负担,确保安全生产要求,向智能化智慧矿山迈出坚实的一步。
图1 瓦斯巡检机器人系统图
二、系统功能
(一)独有功能
瓦斯巡检机器人系统,就是在每一个固定瓦斯检查地点(这类地点占人工瓦斯检查地点的90%以上)安装一个瓦斯巡检机器人,免校验的自动检查瓦斯、自动现场显示、数据自动传输到瓦斯巡检机器人云大脑进行分析,发现异常自动报警等功能,从而,实现“机器替人”。独有功能如下:
1、现场装有“瓦斯巡检机器人”,进行现场自动检查和实时显示。代替人工检查和粉笔书写显示。
2、现场装有“瓦斯巡检机器人”具有“四合一传感器”自动检测甲烷、二氧化碳、温度、湿度等瓦斯检查员必须检查的参数。
3、采用免校验的激光传感器自动检测的甲烷,3年免校验(经过安标中心认证),保证了数据可靠。
4、瓦斯检查数据现场自动采用P2.5真彩超低功耗LED屏显示,显示功能十分强大:
1)真彩显示各种颜色、清晰、明亮、看的远、看的清。
2)能够交替显示不同班次的数据、临近点的数据、附近瓦斯检测系统数据,协助领导分析周围安全形势。
3)精细化显示,P2.5七彩的LED显示屏,精细细化显示,能够显示图形、图像、曲线等。
4)能够显示避灾路线、灾害类型、紧急命令等。
5、实现瓦斯数据实时传输到云平台的“瓦斯巡检机器人”大脑,并对数据进行实时处理,形成报表、曲线、图形等供领导使用。
6、能够大数据推送周围安全信息,例如瓦斯、通风、紧急状态等,并在LED屏显示。
7、能够进行应急救援,调度室可以直接对每一个大屏喊话下达命令!现场人员可以直接对屏喊话请求支援。
8、作为WiFi无线通讯基站,可以传输语音、录像、照片等信息,实现井上井下的安全联系通讯。
9、大数据一张图管理功能,地面指挥中心,可以在大数据一张图上直接查询、调用、通知等,方便操作。
(二)其他功能
1、自动打印瓦斯日报表、班报表;
2、瓦斯数据的自动分析功能:可以按年度、季度、月度自动分析绘制有关分析图件和报表。为加强瓦斯管理提供决策依据;
3、远程网络管理、查询功能:凡是进入网络的领导、管理人员,根据自己的权限可以管理查询相应数据;
4、远程网络异地浏览、查询、汇总、统计、打印功能;
5、数据分析曲线图功能;
6、网络审查和网络签名功能。
三、应用案例
图2 某矿瓦斯巡检机器人系统布设图
某矿系统结构:
1、“瓦斯巡检机器人”系统由云服务器、瓦斯巡检机器人主系统软件、现场每一处检查地点安装一套瓦斯检查机器人,根据现场测定安装瓦检机器人,分别安装在庚20-31050风巷(1#风机、2#水泵、3#避难硐室、4#钻车、5#皮带、6#密闭、7#皮带、8#水泵、9#超高、10#绞车、11#水泵、12#超高、13#避难硐室、14#水泵)。庚20-31050机巷瓦检机器人(1#风机、2#水泵、3#避难硐室、4#水泵、5#钻车、6#避难硐室、7#水泵、8#水泵、9#避难硐室、10#皮带、11#水泵、12#超高、13#钻车)本安电源13台等构成“瓦斯巡检机器人”现场终端机负责定时或者不定时检查现场瓦斯(甲烷、二氧化碳、温度、湿度等),并显示到现场的P2.5真彩超低功耗led屏上面,同时把数据传输到云大脑进行汇总分析。
2、系统还具有广播对讲、WiFi无线通讯等应急功能。
3、避难硐室声光引导显示:能够准确显示庚20-31050机巷或是XX号永久避难硐室LED真彩显示具有语音播报功能,
4、路标:LED引导指示牌,带有语音播报,如前方50米是庚20-31050风巷XX号避难硐室。后方100米是XX号避难硐室。
5、显示功能:可以实时或定时显示避难硐室内气体情况(甲烷、二氧化碳、温度、湿度、人员数量等或直接显示人员姓名。)
6、井下候车室显示功能:可以显示局部或全矿瓦斯情况、安全标语、班前会视频播报、矿领导视频讲话、新闻联播、矿电视台播放、欢迎词等等一切可显示的内容。
图3 某矿瓦斯巡检机器人系统显示图
在安装完成瓦检机器人后预计效果,能有效减员90%以上,给矿上直接带来减少工人工资约38万余元/年,90%的瓦检员重新分配到其他岗位同时又给矿上创造一定的经济价值机利润是不可估计的。
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