(1)煤炭工业的智能化和数字化转型对实时煤质煤量信息有迫切需求,总结了以激光诱导击穿光谱法及其与其他光谱联用的多光谱联用技术为代表的光谱学方法的技术原理、研究现状及工业应用情况和以图像分析为代表的人工智能煤质煤量检测方法。
(2)基于不同技术的工业应用情况,分析煤质煤量实时在线检测技术在工业应用中存在的技术稳定性、实时性和连续性以及适用性等问题,提出煤质煤量在线检测的工业应用需与透明地质数据库结合,在煤质数据库的时空基础上进行煤质煤量参数建模与算法分析。
(3)针对煤质煤量实时在线检测应用场景,依据光谱检测技术与图像识别技术优势,提出光谱-图像多维技术联用煤质煤量实时在线检测设想,在图像-元素-煤质模型的基础上建立工业应用场景-煤质煤量参数-实际应用指导数据库,为预测和掌握全面煤质煤量信息提供重要支撑。
煤质煤量全面在线检测技术发展现状及应用进展
王洪磊1,2, 郭鑫1,2, 张亦凡1,2, 张俊升1,2
1. 煤炭科学研究总院有限公司 智能矿山研究院
2.煤炭智能开采与岩层控制全国重点实验室
当前,煤矿智能化正在向着中高级阶段迈进,煤炭工业数智化转型迫切需要实时掌握煤质煤量全面信息,因此,开展了煤质煤量全面在线检测技术发展现状及应用进展综述研究。在分析煤质煤量检测技术工业应用需求的基础上,重点阐述以激光诱导击穿光谱法(LIBS)及其与其他光谱联合的多光谱联用技术为代表的光谱学技术的基本原理、优缺点、研究进展与工业应用情况和以图像分析为代表的人工智能煤质煤量检测方法。然后,基于不同技术的工业应用情况进行问题梳理,分析实时煤质煤量在线检测技术在工业应用中的技术局限性,包括:基于技术原理的探测精度问题;由复杂环境因素引用的设备稳定性问题;基于大量数据处理的算法分析问题;煤炭全产业链应用的技术适用与灵活性问题。最后,对未来煤质煤量全面分析及在线检测技术提出4点发展建议:结合地质条件的煤质在线检测技术研究;工业化多光谱联用技术研究;光谱学与图像分析技术联用煤质煤量全面分析技术研究;智能化在煤质煤量实时检测的深入应用研究。智能化煤质煤量全面分析及在线检测装备研发需多学科共同努力,基于煤岩学、光谱学、仪器仪表工程、数据处理和模式识别、人工智能和机器学习等多学科科学技术,建立工业应用场景−煤质煤量参数−实际应用指导数据库,是实现智能化煤质煤量在线检测,掌握和预测全面煤质煤量信息的重要发展方向。
研究员
王洪磊(1983-),男,辽宁丹东人,博士,研究员,硕士生导师,全国煤炭青年科技奖获得者,《煤炭科学技术》青年专家委员、审稿专家,现任煤炭科学研究总院有限公司智能矿山研究院党支部书记、院长助理、学术带头人。一直从事煤矿智能化相关工作,有着丰富的智能矿山装备研发经验,在煤炭散料连续输送装备研发、散体力学分析及视觉感知测量方面有着深刻的认识和理解,提出多项关于散料输送装备优化和智能视觉感知的解决方案。先后参与完成国家863课题1项,主持集团公司科技创新重点项目3项,主持参与完成集团公司技术创新项目12项,开发新产品2项,相关研究成果获得省部级科研奖励6项,授权国际发明专利2项,授权中国发明专利32项,发表科技论文20篇,受理发明专利80项。
主要从事煤矿智能化、智能矿山装备研发及智能视觉感知研究工作
近年来在智能矿山装备研发和智能视觉感知方面取得了多项创新性成果。提出了基于双目结构光的皮带机煤量检测方法,开发了基于双目视觉的嵌入式边缘计算系统,实现了皮带机煤料点云信息实时采集、煤流量快速计算以及皮带机的智能调速和煤流均衡系统调配。建立了基于散体-固体耦合的装备结构可靠性分析和基于离散单元+有限元耦合的物料流动性数值模拟方法,开发研制了高可靠性大流量给料机、混配机、旋转多斗散装物料快装机等一系列矿用新产品,相关技术产品获得了煤矿安全防爆认证并实现了技术成果转化。
王洪磊,郭鑫,张亦凡,等.煤质煤量全面在线检测技术发展现状及应用进展[J].煤炭科学技术,2024,52(2):219−237.
WANG Honglei,GUO Xin,ZHANG Yifan,et al. Research progress and application of online coal quality and coalquantity analyses[J]. Coal Science and Technology,2024,52(2):219−237.
END 责任编辑:周子博
整 理:黄小雨
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