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煤矿辅助运输系统智能化现状分析及框架设计研究

常凯 刘志更 袁晓明 李媛

常凯,刘志更,袁晓明,等. 煤矿辅助运输系统智能化现状分析及框架设计研究[J]. 工矿自动化,2022,48(6):27-35.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022010052
引用本文: 常凯,刘志更,袁晓明,等. 煤矿辅助运输系统智能化现状分析及框架设计研究[J]. 工矿自动化,2022,48(6):27-35.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022010052
CHANG Kai, LIU Zhigeng, YUAN Xiaoming, et al. Analysis of the status and framework design of intelligentcoal mine auxiliary transportation system[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(6):27-35.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022010052
Citation: CHANG Kai, LIU Zhigeng, YUAN Xiaoming, et al. Analysis of the status and framework design of intelligent coal mine auxiliary transportation system[J]. Journal of Mine Automation,2022,48(6):27-35.  doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022010052

煤矿辅助运输系统智能化现状分析及框架设计研究

doi: 10.13272/j.issn.1671-251x.2022010052
基金项目: 山西省重点研发计划项目(2020XXX001);山西天地煤机科技创新面上项目(M2021-MS10)。
详细信息
    作者简介:

    常凯(1981-),男,山东微山人,副研究员,硕士,研究方向为煤矿用无轨辅助运输系统与装备研究,E-mail:changkai1981@126.com

    通讯作者:

    刘志更(1981-),男,山西运城人,副研究员,硕士,硕士研究生导师,研究方向为煤矿辅助运输技术与装备研究,E-mail:lianzigeng@163.com

  • 中图分类号: TD52

Analysis of the status and framework design of intelligentcoal mine auxiliary transportation system

  • 摘要: 介绍了国内外露天煤矿和井工煤矿辅助运输智能化技术发展和应用现状:露天煤矿的智能辅助运输系统已经实现了矿用卡车在固定路段内的无人驾驶、自动装载、自动卸载、主动避障、智能调度等功能,工程实践也取得了不错的应用效果;井工煤矿辅助运输智能化目前还处于装备的单机智能化发展阶段,尚未形成集车辆调度、运行状态监测、交通指挥、物资管控等功能于一体的辅助运输智能化系统。重点分析了井工煤矿智能辅助运输系统存在的主要问题:井下定位系统精度低和实时性较差、调度系统功能缺乏有效融合、驾驶辅助系统模块不健全、无人驾驶技术滞后和缺乏试验条件等。基于《煤矿智能化建设指南(2021年版)》中关于智能辅助运输部分的相关要求,提出了辅助运输系统智能化建设的总体目标,根据总体目标设计了煤矿辅助运输系统智能化框架:① 物资编码和物资集装化运输,实现物资从仓储、编码、装车、运输、卸车到回收过程的全流程信息化管控。② 自动装卸和自动接驳,实现物资在轨道机车、单轨吊、无轨等不同辅助运输方式之间的自动转运和接驳。③ 精准定位和智能导航,实现人员及运输设备的精准实时定位、路线规划和实时导航。④ 车辆智能调度,实现辅助运输综合信息展示、数据传输、状态监测、调度指挥和健康管理等功能。⑤ 驾驶辅助系统,建设防疲劳驾驶预警、360°全景环视监控、预防撞、交通标志识别、下坡行车辅助制动、自适应照明等智能化子系统,提高机车运行的安全性。⑥ 辅助作业机器人替代,实现井下辅助作业场景的机器人自动化作业,减少用工数量,提高辅助作业整体自动化水平。⑦ 无人驾驶,实现机车在矿井下的无人驾驶常态化运行。该研究可为智能辅助运输系统的建设和发展提供借鉴。

     

  • 图  1  辅助运输系统智能化总体架构

    Figure  1.  Overall architecture of intelligent auxiliary transportation system

    图  2  智能物资配送系统

    Figure  2.  Intelligent material distribution system

    表  1  定位技术的优缺点对比

    Table  1.   Comparison of advantages and disadvantages of positioning technologies

    定位
    技术
    精度/m覆盖距离/m成本标签
    功耗
    安全
    风险
    蓝牙5~10<10
    WiFi5~10<10
    ZigBee≤3≥400较高
    UWB0.1~0.3≥400
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    表  2  辅助作业减人目标

    Table  2.   Auxiliary operation personnel reduction targets

    场景现需
    人数
    替代后
    人数
    预计减人数
    巷道巡检作业413
    管路安装作业321
    巷道摊铺作业734
    锚杆补强作业321
    底板修复作业312
    巷道清洗作业211
    混凝土泵送作业312
    电缆收放作业312
    开槽作业312
    喷浆作业321
    合计341519
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-01-25
  • 修回日期:  2022-06-05
  • 网络出版日期:  2022-04-11

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