矿山领域机器人典型应用场景名单 | ⑬皮带机巡检场景

在矿山领域，一场由机器人引领的革命正在悄然发生。近日，国家矿山安全监察局与工业和信息化部联合公布了《矿山领域机器人典型应用场景名单》，共有31个典型应用场景和66个场景实例脱颖而出，成为矿山安全高质量发展的新引擎。

这些典型应用场景涵盖了掘进、巷道支护、采煤、无人驾驶、钻孔钻进、管路安装、喷浆作业、电力辅助作业、铲装、运矿、选矸、矿石分选、异物分拣、碎矿磨矿、自动加药、穿爆、非爆开采、指挥调度、皮带机巡检、井筒巡检、巷道巡检、变电所巡检、水泵房巡检和设备巡检等多个方面，几乎覆盖了矿山生产的每一个环节。

从煤矿掘进自主作业到露天矿山无人驾驶，从智能钻探到井下喷浆作业，这些典型应用场景不仅展示了矿山领域机器人的广泛应用和创新能力，更体现了国家对于矿山安全生产的高度重视和支持。

本期，IntelMining摘选并展示【皮带机巡检场景】，包括：

（以下内容由企业公开信息整理而成，具体以申报资料为准）

制造及应用单位：

华能庆阳煤电有限责任公司、华夏天信智能物联股份有限公司

案例介绍：

一、研究背景

根据核桃峪主斜井工业场地、米家沟选煤厂、正宁电厂位置分布情况如图1.1，华能集团战略部署，正宁电厂选址位于桌子头村的塬上，在核桃峪主斜井东侧1.2km处。

核桃峪主斜井工业场地、米家沟选煤厂、正宁电厂位置

核桃峪矿井生产的原煤自主斜井提升至地面，经2.4km皮带栈桥运至选煤厂进行洗选，皮带栈桥作为核桃峪主斜井至选煤厂之间唯一通道，重要性不言而喻。针对胶带输送机的故障，传统通过人工巡检或者安装固定摄像机的方式进行排查，不仅效率低、作业人员劳动强度大，而且存在监测盲区等缺陷。为保证带式输送机在恶劣的生产环境下高效运行，在胶带输送机运输沿线配置巡检机器人，可使运输系统更加安全、稳定、可靠，降低事故率，减少故障处理时间，彻底改变以往单纯通过固定视频监控设备和定时人工巡检的工作模式，真正做到运输区域的“无人值守”，实现“减人、增效”的目标。

二、关键参数

核桃峪矿井至米家沟选煤厂带式输送机配置机器人1套，用于4800m双向带式输送机日常巡检工作。机器人系统由环形轨道、滑触线式巡检机器人本体、供电系统、通信系统、云台、后台管理及其他辅助设施等组成，巡检机器人本体具有可靠的运动结构，并通过自身搭载的高清摄像头、红外热成像仪、多功能环境检测仪、定位系统等设备进行巡检数据的采集。关键部位具体参数如下：

1.巡检机器人本体通过云台搭载成像、录像及其它设备，可采集红外图像、可见光图像、声音以及环境等信息；机器人云台可水平 360 度旋转；

2.机器人采用无线WiFi通讯与通信系统进行通信保证机器人灵活性；

3.机器人本体行走系统与平行轨道配合，并辅以足够的限位保护措施，保证行走稳定性及良好操控性。轨道型材可以拼接，并且可以根据现场地形设计弯曲度。轨道表面喷涂防滑颗粒，增加机器人驱动轮摩擦力，保证机器人运行稳定性。最小轨道弯曲半径：工字型钢或者工字铝1.5m。承载重量100KG以上。轨道应能够防锈，防腐蚀。采用两侧检测环形轨道，轨道总长度约5100m。

4.巡检机器人供电平台

巡检机器人的供电采用分布式供电站为绝缘滑触线进行供电， 供电电压为DC24V安全电压设计，机器人连接受电弓通过滑触线方式从导轨取电。机器人内部带有备用锂电池系统，当外部供电异常时可紧急切换为内部供电，保证机器人断电后可应急运行。

5.通信系统技术要求 

巡检机器人到基站配电控制箱之间采用无线网络进行通讯传输，栈桥内间隔设置通讯基站，基站之间采用光纤连接，头尾两个基站接入上位机，基站配电控制箱至上位机之间采用光纤通讯，上位机设置在米家沟选煤厂集控室内。巡检机器人到基站配电控制箱之间采用无线网络进行通讯传输，栈桥内每隔200m设置一套通讯基站，基站之间采用光纤连接，头尾两个基站接入上位机，基站配电控制箱至上位机之间采用光纤通讯，上位机设置在米家沟选煤厂集控室内，直线距离约500m。

三、技术创新性

机器人采用红外及热成像监测与控制系统的融合联动，针对滚筒、托辊等部件进行全方位的监测，一旦发现温度异常时及时报警，并达到临界值后停机，实现了单向巡检时对上下层皮带同时监测，有力的保障了胶带机运输机的安全、稳定运行。通过采用滑触线及电源的有机联合，确保巡检机器人不停歇、不间歇的24小时稳定运行。巡检机器人搭载了瓦斯、一氧化碳、烟雾等传感器，将巡检环境和设备控制系统进行有效的融合联动，当巡检机器人监测到现场环境发生异常时，进行分级预警、报警。

四、实践及成效

巡检机器人通过对现场环境、红外探测、烟雾等数据采集等日常巡检，隐患排查能力显著提高，自该设备投入运行以来，累计报警约600条，月报警次数在50条左右，通过报警发现故障托辊约580个，准确率达到96%以上，可减少岗位人员6名。

制造及应用单位：

河南省新郑煤电有限责任公司、山西戴德测控技术有限公司、中国移动通信集团河南有限公司郑州分公司

案例介绍：

5G+胶带运输机机器人巡检设备于2023年12月在新郑煤电公司井下西翼上仓胶带运输机投入使用，融合摄像、计算机、自动检测、自动分析等多学科领域的技术，配备高清摄像镜头和红外热成像仪，可360°对输煤胶带运输机整条生产线的环境进行监测，精准识别各类安全隐患和事故风险，实时感知煤矿安全态势，完成告警与异常事件处理流程，值班人员只需电脑远程监控便可掌握井下设备运行状况，大大降低人工巡检成本。

这款机器人以AI人工智能技术为基础，模拟人的感知方式——“望、闻、听、切、思”，自动化地对输送机巷道进行巡检、数据采集和智能分析。地面集控室可以实时接收来自机器人的现场数据，皮带机巷道内的声音、温度、气体等状况一览无余。这不仅为井下环境和设施异常状况及设备运行故障的超前预判和预警提供了有力支持，还大大提高了巡检效率和矿山的安全管理水平。

此外，巡检机器人的精准数据分析能力，使其能够准确判断设备故障及其位置，完全替代了传统的人工巡检方式。这不仅降低了劳动风险，还提升了井下巷道的智能化管理水平，展现了智能化巡检的卓越效果。

以5G-A专网为基础的胶带运输机智能巡检机器人的投入使用，是中原地区首台以基于5G-A专网为基础的胶带运输机智能巡检机器人，标示着5G技术可以为煤矿智能化赋能，助力煤矿建成少人工作面或无人工作面，提高煤矿的安全水平和工作效率。

制造及应用单位：

铁法煤业（集团）有限责任公司晓南矿、中信重工开诚智能装备有限公司

案例介绍：

据了解，2019年，铁法能源晓南矿引进了皮带机智能巡检机器人，并在该矿二号皮带机暗斜井投入使用。“机器人”由运行轨道、机器人本体、无线通讯基站、智能充电站、红外热视仪、视频监控系统以及远程操作等系统组成，具有自动避障、人机对话、无线信号实时监控、数据图像采集等功能，可对皮带托辊、滚筒、电机等设备状况进行连续、高质量往复巡检，同时还具备对巡检范围内的瓦斯浓度、氧气含量、一氧化碳、硫化氢、烟雾、噪声等数据同步进行采集和分析的功能，发现异常立即报警并停止皮带运行，具有降低员工劳动强度、改善作业环境、提高工作效率、提升矿井安全管理水平等特点。

下一步，晓南矿将继续推广使用新技术、新装备、新工艺，持续巩固智能化矿山建设成果，提高企业经济效益，节省人工成本，保障生产安全，促进科技创新成果转化，实现传统矿山向智能化、数字化转型的新飞跃。

制造及应用单位：

乌海能源公司老石旦煤矿、山西科达自控股份有限公司

案例介绍：

长期以来，煤矿皮带走廊巡检工作只能依靠人工定时检查、驻点值守，不仅消耗大量人力与时间，还存在设备故障发现不及时、巡检人员有安全隐患等问题，更重要的是，人工数据采集很难发挥系统优势。

2021年10月18日，国家能源集团乌海能源老石旦煤矿5G矿用智能巡检机器人在地面2100米长的皮带走廊正式“上岗”，采用轨道移动方式搭载高清摄像机、温度传感器及红外线热成像仪，集成可燃气体、有害气体、烟雾、光照度、温湿度等传感器及定位装置和语音对讲系统，通过双云台360°旋转，对现场环境与设备实现无死角监控，能够及时且准确判断设备故障及故障位置，并通过5G网络，实时将检测画面传至生产指挥中心，帮助工作人员超前预判、预警，将事故隐患消除在萌芽状态，减轻人工劳动强度，降低作业风险，实现减员增效。

图为5G智能巡检机器人在乌海能源

制造及应用单位：

陕西陕煤曹家滩矿业有限公司、中信重工开诚智能装备有限公司、中煤科工集团南京设计研究院有限公司

案例介绍：

传统皮带巡检每班至少安排1人专人作业，而且来回巡查工作量大，精准度也不够，容易忽视一些安全上问题。皮带巡检机器人投入使用后，皮带机由职工巡检变为机器人巡检，不仅降低了职工劳动强度，也减少了事故发生概率，为设备安全运转发挥了重要作用。

智能巡检机器人可以通过360度云台旋转摄相机捕捉的图像、声音、红外热像、烟雾等数据，利用智能感知技术算法，判断设备运行情况，基于大数据分析预警技术对电机、托辊、滚筒等设备设施故障进行超前预判，减少故障时间。另外，它还能监测作业人员违规违章现象，达到“足不出户”下实时掌握皮带机运行状况，并不间断地将信号采集记录经基站传输至集控平台，一次数据采集时间只需20毫秒一帧，真正做到了远程操控。

巡检机器人与无线通信站、本安型无线充电装置、轨道系统、后台软件系统等共同组合成一套专门应用于选煤系统的自动巡检系统，具有人工智能AI学习、多视角、测温宽、爬坡度大等特点。

在智能巡检机器人监控平台上，智能“管家”利用巡检视频、红外成像、音频、定点监测、烟雾识别等基础数据，通过大数据集成、综合分析、科学化决策、程序化操作等手段，实现了自动分析、超前预警，有效确保了选煤厂设备的安全运行。