矿用带式输送机运行安全监控系统的研究

2021-07-28康俊亮

机械管理开发 2021年6期

康俊亮

（阳煤集团三矿运输部，山西阳泉 045000）

引言

随着输送机不断向高带速、大运量方向发展，输送机运行时的打滑、跑偏、断带事故时有发生，不仅严重影响了输送机的运行效率而且也给井下运输安全带来了极大的隐患。目前的输送机运行状态监控系统主要是对输送机运行带速和张紧力进行监测，对输送机运行时的跑偏量、煤流量、输送带温度等并未进行监测，因此无法准确地对输送机的运行异常进行报警和处理，无法满足井下输送机运行安全进一步提升的需求。本文提出了一种新的带式输送机运行安全监控系统。

1 输送机运行安全监控系统

根据对带式输送机运行安全监测需求，新的输送机运行安全监控系统主要包括输送机异常检测、输送机煤量监测、输送带断带监测及输送机关键装置运行状态监测、人工管理五大部分，其整体控制结构如图1所示[1]。

图1 输送机运行安全监控系统整体结构示意图

由图1可知，该安全监控系统主要包括了三级监控模块，第一级监控模块为安全监控系统，主要包括各类监控显示屏、数据分析系统和数据传输系统，主要用于数据分析、传输和结果显示，同时满足远程控制需求。第二级监控模块主要是异常检测、煤量监测等五大模块,分别用于对输送机不同机构运行状态的跟踪监控和异常报警。第三级监控模块主要是指布置在输送机上的各类传感器，用于对滚筒、托辊、电机等进行数据采集和运行状态分析。

该安全监控系统采用了多层次的模块化组合，具有结构简单、可靠性高、扩展性高的优点，能够根据不同输送机的监控需求进行灵活调整，提升该监控系统的使用灵活性。

2 输送带异常及煤流量的监测

输送带常见的运行异常主要是输送带的断带，通常状态下对断带的监测主要是采用定期X光检测或者张力监测的方案，均无法实现对输送带内部状态的实时监测，导致无法对输送带的运行状态进行有效的监控，本文提出了一种新的无损实时监测技术，其整体结构如图2所示。

图2 输送带无损监测理论

由图2可知，该技术采用了磁性无损监测方案[2]。首先对输送带内的钢丝绳芯进行磁化，然后在输送带的上侧和下侧设置磁场，对输送带运行时的内芯磁场状态进行分析，当出现钢丝绳芯移动或断裂时，区域内的输送带磁场会发生变形，进而实现对输送带内部安全的无损实时监测和预警。

通过对多种输送带煤流量监测方案的分析，结合煤矿井下实际情况，本文选择采用视觉检测技术对输送带上的煤量进行监测，其监测原理如图3所示。

图3 输送带煤流量监测原理示意图

由图3可知，在输送带的上侧设置防爆视频监测系统，对输送带上的煤量分布情况进行监测，获取分割的图像特征，根据分割数据获取输送带上的煤量分布实际状态，通过预设的视频提取逻辑和空间视觉提取技术，获取煤炭在输送带上的实际横截面积、堆叠高度、分散度等，从而获取在输送带上的实际煤量情况。

同时利用视频监测系统还能够有效识别输送带上的异物，在监控系统中设置有异物轮廓提取和识别程序，能够在获取视频监控图像后对突出的物体进行轮廓提取和识别，然后将轮廓特性通过神经控制网络进行对比分析，确定是否属于异物，当确认后进行自动报警，通知现场人员进行处理，防止出现卡带等异常，该异物检测流程如图4所示[3]。