在井工煤矿领域，胶轮运输装备的智能化技术正引领着一场深刻的变革。本文聚焦国能神东煤炭集团公司保德煤矿阮进林等发表在《矿山机械》期刊的论文《井工煤矿胶轮运输装备智能化技术研究与应用》，探讨井工煤矿胶轮运输装备的智能化技术研究与应用，展现这场技术革新如何为煤矿生产带来更高效、更安全、更环保的解决方案。
一、井工煤矿胶轮运输装备智能化背景
井工煤矿辅助运输技术与装备的发展，极大地提高了矿井的生产准备效率。据统计，全国在用的无轨胶轮车总量已超过16000台，其中进口车辆约500台。国产无轨胶轮车的产品线覆盖面齐全，不仅满足了我国煤矿辅助运输的基本需求，更在智能化发展的道路上不断迈进。
从防爆柴油机技术到纯液压驱动技术，再到液力机械传动技术、电驱动技术、轮边制动技术及各种保护技术，我国井工煤矿胶轮运输装备的技术体系已经十分成熟。然而，随着煤矿智能化发展步伐的加快，辅助运输装备的单机智能化水平亟待提高，以适应新的发展需求。
二、智能化技术的核心组成与应用
井工煤矿胶轮运输装备单机智能化技术系统主要包括智能机车保护技术、辅助驾驶技术、自动驾驶技术及辅助安全技术。这些技术共同构成了井工煤矿胶轮运输装备的智能化体系，为煤矿生产提供了强有力的技术支持。
1. 智能机车保护技术及应用
智能机车保护技术实现了车辆动力、传动及辅助功能等配套装置的状态监测和故障预警。新一代的智能机车保护（控制）装置不仅具备防爆柴油机自动保护功能，还具备整车电气参数监测、环境参数感知、图像视频监控、距离数据监测、整车灯光控制、数据传输以及语音调度通信等功能。
智能机车保护 (控制) 装置系统
该装置由机车保护装置主机及配套传感器组成，传感器包括温度元件、转速元件、机油压力元件、倒车检测元件、刹车检测元件等。通过综合显示器，驾驶员可以直观地看到车辆的各种状态信息，并进行相应的操作。这一技术的应用，大大提高了车辆的运行安全性和可靠性。
2. 辅助驾驶技术及应用
辅助驾驶技术是井工煤矿胶轮运输装备智能化的重要组成部分。它主要包括人员接近预警技术、防疲劳驾驶预警技术和360°全景环视技术。
人员接近预警技术：该技术采用UWB高精度测距技术，实时测量人员与设备之间的距离，并通过读卡器设置车辆报警区与停机区。当人员进入不同的区域时，报警器会发出不同的声光报警信号，同时输出对应的开关触点信号，控制车辆停止行走或停机。这一技术的应用，有效降低了煤矿因运输车辆发生挤碰造成的人员伤亡和财产损失。
人员接近预警系统控制范围
防疲劳驾驶预警技术：该技术基于先进的图像智能识别分析技术，实时监测驾驶员的面部信息，包括头部运动、眼皮运动、眼睛闭合频率等。一旦检测到驾驶员疲劳或姿态异常状态，系统会通过语音提示驾驶员注意行车安全。同时，该系统还能将驾驶员的疲劳状态图像等信息通过矿井网络发送至煤矿调度中心，由调度人员采取相应的安全措施。
360°全景环视技术：该技术通过在车辆周围安装多个低照度广角摄像头，对采集到的多路视频影像进行拼接融合，处理成一张车辆周边的车身俯视图并在中控台显示。这样，驾驶员就可以直观地看到车辆四周的情况，大大提高了行车安全性。同时，该技术还采用超声波雷达或毫米波雷达测距技术，对障碍物进行有效识别并报警，控制车辆停机。
3. 自动驾驶技术及应用
自动驾驶技术是井工煤矿胶轮运输装备智能化的前沿领域。然而，由于煤矿井下环境的特殊性，如无GNSS信号、顶板条件突变、光照度极低等，地面自动驾驶相关技术无法直接应用于煤矿井下。因此，矿用胶轮车自动驾驶需要采用特殊的技术路线。
当前，矿用胶轮车自动驾驶多采用在防爆锂离子蓄电池无轨胶轮车上加装定位单元、环境感知单元、整车控制单元等技术方案。这些单元通过收集环境信息对原车的油门、转向、制动等系统进行相应控制，实现无人驾驶运行试验。
然而，目前的自动驾驶系统还存在一些问题，如改装成本昂贵、无法合法下井运营以满足常态化运行等。因此，未来还需要在技术路线、成本控制、法规政策等方面进行进一步的研究和探索。
4. 辅助安全技术及应用
辅助安全技术是井工煤矿胶轮运输装备智能化的重要保障。它主要包括自动润滑技术和自动灭火技术。
自动润滑技术：该技术通过自动润滑泵实现对整车关键润滑点的间歇性定量自动润滑。相比人工润滑和集中润滑，自动润滑更加及时、效率更高。然而，目前该技术还存在一些不足，如只能实现定时润滑，无法对润滑点处的情况进行判断和识别等。
自动灭火技术：该技术通过火焰探测器、灭火装置控制器、电动球阀、干粉灭火器等设备实现对煤矿辅助运输胶轮车发动机舱、电动机等周围的火焰探测、火灾报警和自动灭火。这一技术的应用，大大提高了车辆的安全性。
三、智能化技术的发展趋势
随着科技的不断进步和煤矿智能化发展的深入推进，井工煤矿胶轮运输装备智能化技术将呈现以下发展趋势：
1. 单机技术多样化
未来，清洁燃烧技术、防爆高比能量电池技术、电池高效管理技术、电池快换技术、整机底盘线控技术、噪音控制技术、辅助驾驶子系统技术等方面将得到较大发展。这些技术的发展将进一步提升辅助运输装备的可靠性和智能化程度。
2. 车辆运输高效化
结合矿井车辆智能调度系统、车辆精确定位系统、交通标志管控系统、物资管控系统等系统的应用，将实现运输车辆的高效运行和管理。这将提高车辆周转率，节省能源和成本消耗，为煤矿生产带来更大的经济效益。
3. 车辆运维智能化
依托无线数据传输技术、智能机车保护技术、关键元部件故障诊断技术等手段，结合车辆燃油、电池使用情况、备件消耗情况、运行记录、车辆故障率统计等信息进行综合判断并发出警示。这将便于及时消除故障，提高车辆的智能运维能力，保障煤矿生产的顺利进行。
4. 车路协同自动驾驶
在提高单机线控技术水平实现车辆行驶精准控制的基础上，充分利用矿井高精地图系统、精准定位系统、车路协同无线传输系统等资源，利用相关算法进行最优路径规划和实时导航。同时结合车载感知设备确保车辆主动避障和行驶安全，实现煤矿井下车路协同自动驾驶。这将为煤矿生产带来更加安全、高效、环保的运输解决方案。
井工煤矿胶轮运输装备的智能化技术研究与应用正在为煤矿生产带来深刻的变革。随着技术的不断进步和应用范围的扩大，智能化技术将进一步提高煤矿生产的安全性和效率性，降低生产成本和环境污染。
