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名 稱:煤與矸石機器人自動分揀系統
煤安證號:
 

煤與矸石機器人自動分揀系統

替代人工手選揀矸

一、項目背景

1、多年來在煤礦提升系統始終有一只敢于打硬仗的隊伍:揀矸隊。該隊伍承擔的任務就是煤矸分離:自主井提升上來的原煤,經過初次篩分后,通過人工手動分選原煤、矸石。環境惡劣,分揀效率低下,對操作人員造成重大身心傷害。

2、國家安全生產監督管理總局 安監總科技〔2015〕63號

關于開展“機械化換人、自動化減人”科技強安專項行動的通知 內容重點:是以機械化生產替換人工作業、以自動化控制減少人為操作,大力提高企業安全生產科技保障能力。

3、《煤礦安全生產“十三五”規劃》主要任務:(三)推進煤礦安全基礎建設,推進煤礦機械化 自動化、信息化、智能化改造。

42016版本《煤礦安全規程》第657條 作業人員每天連續接觸噪聲時間達到或者超過8小時的,噪聲聲級限值為85dB。

659 應當優先選用低噪聲設備,采取隔聲、消聲、吸聲、減振、減少接觸時間等措施降低噪聲危害。

5、2016版本《煤礦安全規程》640 作業場所空氣中粉塵濃度應當符合要求。不符合要求的,應當采取有效措施。

二、項目重大意義

1、填補國際、國內技術空白,技術原創,達到國際領先水平。

2、切身保護員工身心健康,遠離高濃度粉塵、噪音大空間。

3、擯棄人工揀矸,提高揀矸效率、準確率。

4、機械化換人、自動化減人,減員增效。

5、打破行業內頑疾,促進煤炭工業科技進步。

三、項目核心技術

1、圖像識別處理技術(基于大數據算法)

2、機器人智能分揀技術

四、煤矸手選現場問題

1、手選皮帶現場是利用人工進行手動揀煤,矸石直接通過皮帶兩側漏斗分流至緩沖倉內,由緩沖倉向軌道上礦車進行矸石裝載,運輸至矸石山。塊煤由人工挑選放在皮帶上繼續前行,經破碎到達主運皮帶匯入選煤廠。各個煤礦現場工藝路線各有不同,但最終都是通過人工手選進行煤矸分離。

2、經過現場調研分析,基于人的視覺及手部頻繁重復運動的疲勞狀況,這種人工手動篩分效果較差,誤揀率高,塊煤分揀成功率最多達到80%,造成一定程度的浪費,降低生產效率。

3根據我們公司技術人員現場實際調研,在主井口原煤振動篩處進行噪聲分貝測試,在距離振動篩1m處噪聲聲級普遍達到120dB,屬于嚴重超標,違反了《煤礦安全規程》的相關規定。

4主井口原煤振動篩在振動的過程中產生大量的粉塵,嚴重超標,主要是因為振動的原理,對篩面進行密封難度太大。

5、根據現場實際情況觀察,手選皮帶走廊內擁有大量的粉塵,以及嚴重超標的噪音,嚴重傷害現場操作工的身心健康。

五、項目實施方案

1、通過對煤與矸石數字圖像頻譜分析,基于深度學習特征提取,利用大數據進行綜合計算分析,最終由軟件對煤與矸石進行了完全準確識別。

2、在軟件識別煤與矸石的同時,發出信號給與機器人,由機器人在特定區域執行智能分選的操作,將煤與矸石依據現場工藝路線進行分離,實現智能分揀,擯棄人工手選矸石的操作。

3、將現場的振動篩更換為滾動篩,實現不振動篩分,在篩分的過程中進行篩片清掃處理,確保篩透率,提高篩分效率,確保小顆粒被篩分掉,不在進入二次篩選。

4、將現場振動篩更換為礦用滾動篩,在距離滾動篩1m處噪聲聲級普遍為75dB,中礦恒揚設計的礦用滾動篩是在完全密封的狀態下工作,不產生任何粉塵,完全符合《煤礦安全規程》規定。

六、改造效果總結

1、面對手選矸石現場存在的各種問題,通過對國內外最先進技術的應用,進行逐條解決,做到完全符合2016年新版《煤礦安全規程》關于噪音、粉塵等相關規定,符合環保要求,將分選系統建設成為標準化礦井、本質安全型礦井,在整個煤炭行業內率先樹立起標桿。

2、通過新產品、新技術的應用,減員增效,實現煤與矸石智能化分選,達到“無人值守”狀態,系統自動化程度極高,充分實現國家煤監局要求的“機械化換人,自動化減人”的目標;大幅提高企業的安全生產水平;大力推進煤礦機械化、自動化、信息化和智能化的“四化”建設。

3、該項目建設具有極高的行業推廣價值,目前在國內外煤礦行業內,人工揀矸現象非常普遍,范圍之廣,上至央企諸如中煤集團、神華集團等,下至地方小型煤礦,全國一盤棋,均是采用人海戰術,在上井口手選皮帶動態工作的情況下,需要揀矸工人眼疾手快,時刻保持精力充沛,不能有任何分心,而且必須保持站姿,勞動強度之大,環境之惡劣,實屬常人難以承受。煤與矸石智能分離系統具有極高的推廣價值,為煤礦的篩分技術做出了極大的貢獻。

4、切身保護現場操作工身心健康,遠離高濃度粉塵、高噪音的生產空間。

5、擯棄人工揀矸,增強揀煤準確率,提高煤礦生產效率

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