1 带式输送机的常见故障分析

在带式输送机的运行中，常见的故障有输送带跑偏、磨损、打滑、噪音异常、撒料等，如果出现上述故障，将会给机械设备、人员造成安全隐患。

1.1 横向断裂

输送机的接头部分非常重要，人工制作接头需要采用热硫化接头法、机械卡口固定接头法来处理，输送带接头部位的强度较低，是输送带中最为薄弱的区域，很容易在输送机连续运行中出现横向断裂。

1.2 纵向撕裂

在煤料中，存在很多大块异物，这类异物有着尖锐的棱角，很容易划伤输送带，特别是在输送机转载落料位置，异物更容易掉落。在传送过程中，异物越卡越紧，引起纵向撕裂问题。

1.3 跑偏

跑偏就是在运行中中心线偏离现象，由于跑偏，会引起物料的洒落，也可能引起输送带撕边事故。

1.4 打滑

打滑是输送带运转速度与驱动滚筒运转速度不匹配出现的异常相对运行。如果出现打滑故障，不仅会影响输送带的传动力，也会导致输送带出现严重磨损，甚至引起其他严重的事故。

1.5 堆煤

如果煤料中的含水量较高，煤料会成为水煤，加之煤料重力的影响，煤料会在输送带上大量堆积，给输送带局部造成较大压力引起损伤事故。

1.6 托辊故障

在输送带传动的高速运转下，托辊会出现转动卡死、磨损问题。久而久之，会出现摩擦噪音、局部发热。如果托辊转动卡死，在输送带、托辊之间的相对摩擦会导致温度上升，引起火灾。

2 智能带式输送机巡检机器人在煤矿的应用

2.1 智能带式输送机巡检机器人的应用

前些年，智能带式输送机巡检机器人在我国某一矿业集团的下属公司进行了现场应用的测试。经过现场的工业性测试和使用，智能带式运输机日常巡查管理机器人已符合了带式输送机对运输大坝安全检测的实际需求，其控制系统运行正常，对运行中的数据进行检测分析，并未出现异常，对运行过程种机器出现的故障等能够准确进行识别，并且较快发出明确的警报信号。巡检机器人对带式输送机进行了可视化、较为直观的、全方位的管理，并且借助带式传送机的系统，形成了巡检机器人一键式智能巡查、智能报警等功能。

对智能带式输送机巡检机器人现场监控画面及实际数据进行分析，得知智能带型输送机巡检机器人在运行中不仅可以对运行场景进行监测，还能实时调取装置运行中得各项参数。在监控的同时，还会对运行场景进行红外线拍摄，并将红外线摄像机的成像显示在视频画面的右上角，同时表明场景中的最高温度。

运用智能带式输送机巡检机器人，可以通过系统的控制界面对运行过程中的各项数据进行实时检测，对检测出的数据进行整合统计，并为运行中的各个数据设置合理的运行参数，使其与现场的人工巡检工作进行有机结合，在带式运输机廊道内，建立了无人巡检和处置管理的新模型。

2.2 巡检作业新机制

为充分发挥煤矿危险气体巡检机器人的效益，借鉴“平战结合”思想，按照“平时能服务、急时能应急、险时能应战”的要求，围绕提升全矿井危险区域环境巡检探测能力，将煤矿危险气体巡检机器人的巡检功能运用到矿井生产、安全防护和险情排查救援中，建立日常培训、应急演练、应急征用机制。日常状态下煤矿危险气体巡检机器人由矿井救护队保管和使用，矿井机电部协助进行机器人设备的维护和保养，建立煤矿企业用户、机器人研发制造机构及集团救护大队等多方联动的协同应用机制，提升机器人巡检和应急救援效率。

2.3 沿线机器人报警子系统

沿线机器人报警子系统包括防区处理单元、报警主机、通信光缆、振动感应光缆、报警控制服务器、多种传感器等组成。智能带式输送机是在井下大巷环境中运行，其周围的情况比较复杂，保证人员安全极为重要。对此，需要借助防爆轨道，利用机器人来替代传统的人工巡检，可以满足环境监测、声音收集、安全隐患、危险气体检测和分析要求。

通过对信号的实时监控，可对事故隐患做出提前预警，发出报警。其中的重点包括几个方面：①视频采集：在系统中，设置辅助视频监控系统，由可见光摄像机对关键位置进行全程监控，以确保设备可以安全运转，在行人侧与非行人侧分别设置防爆轨道，安装巡检机器人，对沿线管路、电缆进行监测，在发现问题后，进行报警处理。②环境参数分析：在机器人的运行环节，可以对现场声音进行实时监测，特别是针对托辊声音，这种监测方式非常有效，通过音频分析，可发现托辊的运行情况，降低巡检劳动强度，达到减员增效目的。③区域振动感应分析：借助振动感应光缆以及防区处理单元，对信息进行采集，如果外界出现振动，反射波长会发生相应的变化，即可确定是否有安全隐患的出现。在光信号传输到报警主机后，后来处理器可感知到变化，系统软件即可做出识别，通过对比各类特征的参量，选择是否发出报警信号。

2.4 基于视频分析的带式输送机异常工况识别技术

基于深度学习的视频分析技术已经日趋成熟，带式输送机巡检机器人搭载高清摄像仪采集视频图像，针对煤矿井下输送带巡检场景，采用常用的暗通道先验去雾算法，通过对比度增强实现视频去雾。对于粉尘稀疏场景，采用普通的滤波器，对于粉尘稠密场景，可采用去雾算法。基于大气散射模型和图像成像先验知识，融合光照归一化方法，整合图像去粉尘、去雾和光照均衡化理论到统一算法框架中，协同提升视频图像的清晰度和对比度。煤矿井下人员、煤流、带面异物、带面损伤等目标受煤矿井下环境因素影响，目标与背景相似度高，导致在视频图像中目标整体成像显著性低。基于目标轮廓先验知识，采用候选区域生成方法，结合深度神经网络模型，学习各部件之间的拓扑关系，在准确检测目标显著部件的基础上推理回归目标整体轮廓，进而实现非显著性的带式输送机异常工况的视频识别。

2.5 图像采集模块

悬挂式巡检机器人在工作时需感知环境并报警异常情况。煤矿环境复杂，部分地区照度低，障碍物遮挡等情况会严重影响图像采集效果，为此使用低照度高清摄像机与红外热成像仪采集图像，其中低照度摄像机的光学变焦为4倍，可提供200万DPI有效像素图片，自带的补光系统可呈现低照度环境下的清晰影像资料。红外热成像仪能够实时采集和采集带式输送机运行时托辊的温度，可实现过温报警，温度异常提醒等功能。

3 结束语

总的来说，运用智能带式输送机的巡检机器人可以充分发挥出各类感应器的作用，对机械设备、作业空间环境等基本数据进行收集，并通过智能化的数据分析技术对设备的运行状况进行分析评价，得出能够使设备性能进行充分发挥的方法。运用智能带式输送机巡查机器人，可以对带式输送机运行过程中的运行环境以及设备的各项数据进行实时监控分析，使巡检工作的管理变得更加直观并进行警示，大大提高了巡查效果和精确度。利用机器人与技术之间的联系实现有机结合，对带式输送机运行中出现故障进行及时有效的处理。运用智能带式输送机巡检机器人，还可以更加有效地完成节约人力资源的目标，进而降低了生产成本，使生产工作变得更加智能化，对生产过程中故障的解决效率更高。

参考文献：

[1]赵海明.矿井运输系统巡检机器人应用研究[J].自动化应用,2021(02):138-140.DOI:10.19769/j.zdhy.2021.02.046.

[2]蒋卫良,郗存根,宋兴元,刘宁.煤矿带式输送机关键技术发展现状与展望[J].智能矿山,2020,1(01):98-104.

[3]朱振. 带式输送机托辊运行状态在线巡检机器人关键技术研究[D].辽宁工程技术大学,2020.DOI:10.27210/d.cnki.glnju.2020.000262.