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在煤矿的生产运输环节中,洒煤和落煤是一个长期存在的老问题。煤炭从井下采掘出来,经过皮带运输、转载点到装车外运,整个过程链条很长,煤流在转运过程中不可避免地会出现洒落。过去,这个问题主要靠人工巡检和定期清扫来解决,但效果往往不理想,一方面是因为巡检不能做到实时覆盖,另一方面是发现问题时洒煤量已经比较大了。
近年来,随着智慧矿山建设的推进,视频监控结合AI图像识别技术开始被应用到运输环节的洒煤检测中。简单来说,就是在皮带运输的关键位置安装摄像机,通过算法自动识别皮带上的煤流状态,判断是否存在洒煤或堆煤的情况。听起来并不复杂,但实际部署中需要考虑的因素还是不少的。

先说说摄像机的位置选择。洒煤通常发生在皮带转载点、溜槽出口、曲线段以及皮带接头处。这些地方煤流速度变化大,或者存在落差,容易造成煤炭外溢。因此,在这些关键节点安装防爆高清摄像机是第一步。摄像机的安装角度和高度也需要调整,既要能清晰拍摄到皮带表面的煤流分布,又要避免煤尘附着影响画面清晰度。实际应用中,部分矿井会配套使用自动清洁镜头装置,定期吹扫或擦拭,以保证图像质量。
接下来是AI算法的核心逻辑。目前比较成熟的方案是基于卷积神经网络的图像分割技术。系统会对摄像机采集到的实时画面进行逐帧分析,将皮带上的煤流区域与皮带边缘、托辊等背景区域进行区分。当检测到煤流超出皮带边缘一定像素范围,并且持续时间超过设定阈值时,系统就会判定为洒煤异常。这里的关键在于阈值的设定——阈值设得太低,容易因为煤流正常波动而产生误报;设得太高,又可能漏检小规模但持续的洒煤。因此,实际应用中通常会结合现场工况进行多轮调试,部分系统还会引入动态阈值机制,根据皮带负载量自动调整判定标准。
除了洒煤点检测,这套系统还可以同时兼顾堆煤识别。当转载点下游皮带因故障停机,而上游仍在继续卸煤时,煤流会在溜槽出口处迅速堆积。AI摄像机捕捉到煤堆高度超过警戒线后,会立即联动控制系统,触发上游皮带急停,防止堆煤事故扩大。这个联动功能在很多矿井已经实现了与原有集控系统的对接,响应时间可以控制在1秒以内。
从实际应用效果来看,安装了AI洒煤检测系统的运输巷道,清扫频次可以从每天两次降低到每周两次,洒煤造成的皮带跑偏和托辊损坏也明显减少。更重要的是,系统能够记录每次洒煤发生的时间、位置和持续时长,这些数据可以帮助技术人员分析洒煤的根本原因。比如说,如果某个转载点频繁出现洒煤,可能是溜槽角度设计不合理,或者皮带速度与煤流量的匹配有问题。基于这些数据,矿井可以更有针对性地进行设备改造或参数优化。
当然,这套系统在实际运行中也有一些需要注意的地方。井下光线条件复杂,尤其是逆光或粉尘浓度较高时,图像质量会明显下降,影响检测精度。对此,目前的做法通常是搭配补光灯,并在算法训练阶段加入大量粉尘环境下的样本图像,提高模型的鲁棒性。另外,网络传输延迟也是一个现实问题,如果所有视频流都回传到地面机房处理,实时性可能达不到要求。因此,越来越多的矿井选择在井下部署边缘计算设备,将模型推理放在前端完成,只将报警信息和关键帧上传,这样既降低了带宽压力,也保证了响应速度。

AI摄像机实时检测洒煤点这项技术,本质上是对传统人工巡检方式的一种智能化补充。它并不能完全替代现场人员的判断和处理,但确实可以在第一时间发现问题、定位位置,并为后续的原因分析提供数据支撑。