研发起止时间：2017年1月～2019年12月

完成单位：大同煤矿集团有限责任公司

获奖及评价：国际先进

1 立项背景

目前，国内煤矿大多数带式输送机的运行方式还是恒速运行，但是由于不同煤层的开采条件不同，煤矿的开采量是会发生变化的，也会使输送机的运料量随之变化。如果带式输送机调速系统变化不及时会导致输送机出现过载、轻载有时还会出现空载情况，导致电机损耗加重，能源浪费严重。如何准确的测量出皮带输送机物料的重量，对带式输送机的智能调速具有重要的指导意义。另外现在使用的普通矿用皮带负荷大，环境恶劣，传感器受到的震动剧烈，不适用高精密传感器；其次矿用皮带现场粉尘大，机械传动容易对传感器造成磁化，传感器在使用过程中容易出现磁性漂移，使得校准困难。矿用皮带测量时，带速与带强均远大于其他应用场合，测量误差普遍在10%以上。皮带校准工作量大，通常每年校准次数均在20次以上。

本项目将固态激光雷达、电子秤、电量表等多种传感器进行深度融合，利用人工智能算法对数据进行修正，开发了一套多传感器融合的煤流智能测量系统，可精准实现物料的瞬时体积，重量，密度，含矸率的计算，为煤矿带式输送机和刮板输送机的智能调速提供数据支撑。

2 研究内容

（1）固态激光雷达的瞬时煤流体积测量方法研究与开发

本项目基于激光雷达的扫描原理（图1），采用非接触式固态二维激光雷达，对皮带上的煤流进行不间断扫描，利用空载截面积减去有料截面积，得到物料面积，再与时间积分得到物料的体积，由此可以计算出煤流量，再用所计算的体积乘以煤流的密度可以得到煤流的重量。……