摘要：井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)按運(yùn)輸對(duì)象不同可分為主運(yùn)輸系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)。闡述了我國(guó)井工煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)底層裝備和系統(tǒng)智能化技術(shù)現(xiàn)狀，從頂層規(guī)劃和標(biāo)準(zhǔn)體系、單機(jī)智能化等方面分析了主運(yùn)輸系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能化技術(shù)存在的問(wèn)題。重點(diǎn)介紹了 3 種主運(yùn)輸系統(tǒng)智能化關(guān)鍵技術(shù)，包括基于全數(shù)字化 的 FCS（現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）分布式帶式輸送機(jī)通信控制技術(shù)、基于機(jī)器音視覺(jué)的多傳感融合增強(qiáng)型帶式輸送機(jī) 保護(hù)技術(shù)、煤流線協(xié)同經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制技術(shù)，以及 2 種輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能化關(guān)鍵技術(shù)，包括基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的 煤礦井下輔助運(yùn)輸管控一體化技術(shù)、煤礦井下車聯(lián)網(wǎng)及無(wú)人駕駛技術(shù)。結(jié)合《煤礦智能化建設(shè)指南（2021 年 版）》對(duì)智能主煤流運(yùn)輸系統(tǒng)和智能輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的要求，從近期和中遠(yuǎn)期闡述了井工煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)和輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能化發(fā)展趨勢(shì)及目標(biāo)。提出現(xiàn)階段我國(guó)井工煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)研究基于機(jī)器音視覺(jué)多傳感融合的帶式輸送機(jī)增強(qiáng)型保護(hù)和檢測(cè)技術(shù)、智能巡檢機(jī)器人技術(shù)等，輔助運(yùn)輸系統(tǒng)應(yīng)重點(diǎn)研究精細(xì)化閉環(huán)管控和高級(jí)輔助駕駛技術(shù)。 

關(guān)鍵詞：井工煤礦；運(yùn)輸智能化；主運(yùn)輸系統(tǒng)；輔助運(yùn)輸系統(tǒng)；煤流線協(xié)同控制；輔助運(yùn)輸管控一體化；無(wú)人駕駛

井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)一般是指在井工煤礦掘進(jìn)和 采煤過(guò)程中完成煤、矸石、人員、材料、設(shè)備等運(yùn)輸 任務(wù)，由若干機(jī)械裝備和電氣裝置所組成的系統(tǒng)。其根據(jù)運(yùn)輸對(duì)象不同，一般分為主運(yùn)輸系統(tǒng)和輔助 運(yùn)輸系統(tǒng)。主運(yùn)輸系統(tǒng)一般采用多條帶式輸送機(jī) （或刮板輸送機(jī)）和井下緩沖煤倉(cāng)搭接的方式實(shí)現(xiàn)煤 炭連續(xù)高效運(yùn)輸，主要負(fù)責(zé)從井下回采工作面、掘進(jìn) 工作面經(jīng)工作面巷道、中轉(zhuǎn)煤倉(cāng)、大巷、井底煤倉(cāng)、 主斜井（或立井）提升系統(tǒng)、地面上倉(cāng)至原煤倉(cāng)的煤 及矸石運(yùn)輸任務(wù)，目前我國(guó)除少數(shù)年產(chǎn)量幾十萬(wàn)噸 的老舊礦井仍采用軌道機(jī)車+斜井絞車或立井提升 的非連續(xù)運(yùn)輸工藝外，大部分礦井都采用帶式輸送 機(jī)+斜井或立井提升的連續(xù)運(yùn)輸工藝。輔助運(yùn)輸系 統(tǒng)在煤礦生產(chǎn)中主要完成除煤炭運(yùn)輸以外的人員、 物料、設(shè)備、矸石等運(yùn)輸工作。目前在我國(guó)除了傳 統(tǒng)的軌道機(jī)車+斜井絞車或副立井提升的非連續(xù)運(yùn) 輸工藝外，西北地區(qū)千萬(wàn)噸高產(chǎn)高效礦井尤其是斜 井開(kāi)拓的礦井已普遍采用無(wú)軌膠輪車的“點(diǎn)到點(diǎn)”運(yùn) 輸工藝[1-6]。井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)與采煤、掘進(jìn)、機(jī) 電、通風(fēng)系統(tǒng)一樣，在煤礦安全生產(chǎn)過(guò)程中具有舉足 輕重的作用。從 2015 年國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總 局提出的在煤礦等重點(diǎn)行業(yè)領(lǐng)域開(kāi)展“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”科技強(qiáng)安專項(xiàng)行動(dòng)，到 2020 年 2 月國(guó) 家發(fā)展改革委、國(guó)家能源局、應(yīng)急管理部等八部委 聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意 見(jiàn)》，以及 2021 年國(guó)家能源局印發(fā)的《煤礦智能化建 設(shè)指南（2021 年版）》（以下稱《指南》），均明確提出 了對(duì)煤礦主運(yùn)輸和輔助運(yùn)輸智能化建設(shè)的要求[1-3]。本文結(jié)合筆者 2020 年至今參與多個(gè)煤業(yè)集團(tuán)井工 煤礦智能化建設(shè)指南智能運(yùn)輸專項(xiàng)編制過(guò)程中的調(diào)研研討成果及多年工作經(jīng)驗(yàn)，就井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)智能化技術(shù)現(xiàn)狀、存在問(wèn)題、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)展開(kāi)論述。 

井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)具有覆蓋區(qū)域廣、設(shè)備種類 多、運(yùn)輸對(duì)象雜等特點(diǎn)，是目前煤礦井下生產(chǎn)過(guò)程中用人多和事故頻發(fā)的主要環(huán)節(jié)。據(jù)統(tǒng)計(jì) ，近 5 a 運(yùn)輸事故在煤礦事故總數(shù)中占比為 13%，排名第 2， 導(dǎo)致死亡人數(shù)占比為 7%[4]。另外，目前大部分井工煤礦招工難，普遍呈現(xiàn)老齡化嚴(yán)重現(xiàn)象。在智能化方面，井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了底層裝備的機(jī)械化、電氣化和單一系統(tǒng)的自動(dòng)化，在裝備自動(dòng)化、 信息化和系統(tǒng)融合方面與 《指南 》還存在較大差 距[1-7]。通過(guò)井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)智能化建設(shè)達(dá)到減人提效、產(chǎn)業(yè)升級(jí)的需求緊迫。

1.1 主運(yùn)輸系統(tǒng)智能化現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題 

井工煤礦主運(yùn)輸系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)是運(yùn)輸距離 長(zhǎng)、搭接轉(zhuǎn)載點(diǎn)多、運(yùn)輸效率高。在底層裝備方面， 煤礦用帶式輸送機(jī)已完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，產(chǎn)品系列越 來(lái)越豐富，代表廠商主要有中煤科工集團(tuán)上海有限公司、寧夏天地西北煤機(jī)有限公司、兗礦集團(tuán)大陸機(jī)械有限公司、淮南煤礦機(jī)械有限公司、衡陽(yáng)運(yùn)輸機(jī)械有限公司、力博重工科技股份有限公司、焦作科瑞森重裝股份有限公司、沈陽(yáng)沈礦重型礦山設(shè)備制造有限公司、江蘇嘉軒智能工業(yè)科技股份有限公 司、上海精基實(shí)業(yè)有限公司等。技術(shù)參數(shù)已逐步接 近國(guó)際先進(jìn)水平，特別是在長(zhǎng)距離、大運(yùn)量、高帶強(qiáng)、大功率帶式輸送機(jī)，快速掘進(jìn)后配套長(zhǎng)距離同步延伸連續(xù)帶式輸送機(jī)，無(wú)基礎(chǔ)快速拆裝可伸縮帶式輸送機(jī)等方面取得了很大成果。目前煤礦用帶式輸送機(jī)最大運(yùn)距為 12800 m，最大傾角為 35°， 最大帶寬為 2.2 m，最高帶速為 6.3 m/s，最大運(yùn)量為 7 500 t/h，最大裝機(jī)功率為 5×3 150 kW，最高帶強(qiáng)為 ST7500。

在主運(yùn)輸系統(tǒng)智能化方面，主要實(shí)現(xiàn)了帶式輸送機(jī)單機(jī)控制和集中控制。國(guó)內(nèi)大部分煤礦基本實(shí) 現(xiàn)了地面遠(yuǎn)程控制整個(gè)煤流運(yùn)輸系統(tǒng)功能。在單臺(tái) 帶式輸送機(jī)保護(hù)及控制裝置的基礎(chǔ)上，煤流集中控 制系統(tǒng)通過(guò)煤礦井下工業(yè)以太網(wǎng)形成實(shí)時(shí)監(jiān)控網(wǎng) 絡(luò)，管控平臺(tái)具備完善的生產(chǎn)監(jiān)控管理功能，通過(guò)工 業(yè)電視子系統(tǒng)進(jìn)行圖像監(jiān)視，以保障人員及設(shè)備安 全，通過(guò)調(diào)度電話子系統(tǒng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行調(diào)度并快 速檢查、處理現(xiàn)場(chǎng)故障信息。代表廠家主要有天津 華寧電子有限公司、天津貝克電氣有限公司、天地 （常州）自動(dòng)化股份有限公司、西安華光信息技術(shù)有 限責(zé)任公司、江蘇三恒科技股份有限公司、淮南萬(wàn)泰電子股份有限公司等。然而，當(dāng)前主運(yùn)輸系統(tǒng)存 在運(yùn)行能耗高、沿線保護(hù)可靠性差、用工多等問(wèn) 題。天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司、華夏天信智能物聯(lián)股份有限公司、中信重工開(kāi)誠(chéng)智能裝備有限 公司、寧夏廣天夏電子科技有限公司、山西戴德測(cè)控技術(shù)有限公司等在智能感知、智能運(yùn)行、智能巡 檢等方面開(kāi)展了進(jìn)一步研究[8]。主運(yùn)輸系統(tǒng)向從工 作面到地面原煤倉(cāng)全對(duì)象有人巡視、無(wú)人值守、協(xié) 同經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的管控一體化新模式發(fā)展，是當(dāng)前階段 國(guó)內(nèi)煤礦智能主運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

目前主運(yùn)輸系統(tǒng)智能化技術(shù)存在的問(wèn)題主要包括以下 4 個(gè)方面。 

1.2 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能化現(xiàn)狀及存在的問(wèn)題

井工煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的工藝特點(diǎn)是運(yùn)輸線路 經(jīng)常變化、水平或傾斜線路互相交錯(cuò)、線路復(fù)雜、工 作地點(diǎn)分散、運(yùn)輸環(huán)節(jié)多、待運(yùn)物料品種繁多且形 狀各異。我國(guó)煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)主要以軌道機(jī)車、 單軌吊、無(wú)軌膠輪車等 1 種或多種混合的運(yùn)輸工藝 為主，現(xiàn)階段安全高效礦井的輔助運(yùn)輸主要以無(wú)軌膠輪車、單軌吊等“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”運(yùn)輸方式為主要發(fā)展方向。在底層裝備方面，實(shí)現(xiàn)了基本國(guó)產(chǎn)自主的機(jī)械 化、電氣化和簡(jiǎn)單自動(dòng)化。單軌吊部分源于進(jìn)口，如德國(guó)沙爾夫、德國(guó)貝克、捷克芬瑞特、捷克斯達(dá)迪夫 等公司的產(chǎn)品。近年來(lái)國(guó)產(chǎn)單軌吊技術(shù)取得了長(zhǎng)足 發(fā)展，主要廠家包括石家莊煤礦機(jī)械有限責(zé)任公司、 尤洛卡（山東）礦業(yè)科技有限公司、太原重型機(jī)械集 團(tuán)有限公司、常州科研試制中心有限公司、徐州立人單軌運(yùn)輸裝備有限公司等。單軌吊裝備已逐步具 備了視頻監(jiān)控、無(wú)線遙控、開(kāi)機(jī)自檢、故障診斷等功能。從 20 世紀(jì) 80 年代開(kāi)始，我國(guó)在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技 術(shù)的同時(shí)，逐步研制煤礦無(wú)軌輔助運(yùn)輸裝備，并取得 了顯著成果，現(xiàn)已研制成功的車型包括運(yùn)人車、運(yùn)料車、搬運(yùn)車、專用作業(yè)車的全系產(chǎn)品，國(guó)產(chǎn)化率超過(guò) 90%，已實(shí)現(xiàn)完全替代進(jìn)口，近 5 a 內(nèi)已無(wú)進(jìn)口車型的采購(gòu)記錄。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率較高、車型較齊 全的無(wú)軌膠輪車廠家包括山西天地煤機(jī)裝備有限公 司、常州科研試制中心有限公司、連云港天明裝備有限公司、萊州亞通重型裝備有限公司等。無(wú)軌膠輪車裝備驅(qū)動(dòng)逐步向電噴、電動(dòng)或混合動(dòng)力方向發(fā) 展，已具備車輛智能保護(hù)、車輛姿態(tài)監(jiān)測(cè)和行車信息存儲(chǔ)、自動(dòng)滅火、智能防撞、車輛定位、車載無(wú)線通信、智能調(diào)度與管理等功能。 

在輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能化方面，主要實(shí)現(xiàn)了功能側(cè)重點(diǎn)不同的各類單系統(tǒng)自動(dòng)化，各系統(tǒng)之間無(wú)法互聯(lián)互通。目前國(guó)內(nèi)輔助運(yùn)輸系統(tǒng)主要以軌道機(jī)車信集閉系統(tǒng)、無(wú)軌膠輪車紅綠燈調(diào)度系統(tǒng)、絞車調(diào)度通信系統(tǒng)等監(jiān)測(cè)監(jiān)控類單系統(tǒng)為主，各系統(tǒng)之間 缺少融合。雖然也出現(xiàn)了類似地面物流的井下物資 管理系統(tǒng)和滴滴打車系統(tǒng)等信息化應(yīng)用嘗試，但由 于缺乏整個(gè)輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)的人、車、物之間的數(shù)據(jù) 互通和關(guān)聯(lián)，目前各系統(tǒng)仍是獨(dú)立運(yùn)行的。傳統(tǒng)的輔助運(yùn)輸監(jiān)控系統(tǒng)廠家主要有天地（常州）自動(dòng)化股份有限公司、合肥工大高科信息科技股份有限公司、山西科達(dá)自控股份有限公司、武漢七環(huán)電氣有限公司、淮南潤(rùn)成科技股份有限公司等。隨著煤礦 井下人員精確定位系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，逐步出現(xiàn)了深 圳翌日科技有限公司、南京北路智控科技股份有限公司、遼寧瑞華實(shí)業(yè)集團(tuán)有限公司等人員定位系統(tǒng) 廠家以人、車定位合一的方式推廣輔助運(yùn)輸監(jiān)控系 統(tǒng)的解決方案。輔助運(yùn)輸向人、車、物全過(guò)程管控 一體化模式發(fā)展是當(dāng)前階段國(guó)內(nèi)智能輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)[9-10]。 

目前煤礦輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能化存在的問(wèn)題主要包括以下 4 個(gè)方面：

2.1 主運(yùn)輸系統(tǒng)智能化關(guān)鍵技術(shù) 

2.1.1 基于全數(shù)字化的 FCS 分布式帶式輸送機(jī)通信控制技術(shù)

傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)單機(jī)保護(hù)及控制裝置一般采用 機(jī)頭配置防爆 PLC+帶式輸送機(jī)通信保護(hù)裝置的方 式，沿線一般采用電源線+脈沖編碼線+閉鎖線+語(yǔ)音 線+低速總線的多芯電纜進(jìn)行傳輸，存在控制架構(gòu)復(fù) 雜、信號(hào)易受電磁干擾、沿線數(shù)字化擴(kuò)展困難、系統(tǒng)自 診斷能力弱等問(wèn)題。基于全數(shù)字化的 FCS（Fieldbus Control System，現(xiàn)場(chǎng)總線控制系統(tǒng)）分布式帶式輸送 機(jī)通信控制技術(shù)采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、本安化、平臺(tái)化 設(shè)計(jì)，將數(shù)字傳輸、開(kāi)放式可編程控制、基于機(jī)器視覺(jué) 的增強(qiáng)型保護(hù)檢測(cè)技術(shù)充分融合，實(shí)現(xiàn)煤礦井下帶 式輸送機(jī)智能通信、檢測(cè)與控制。其架構(gòu)如圖 1 所示。

與傳統(tǒng)的帶式輸送機(jī)通信控制技術(shù)相比，基于全數(shù)字化的 FCS 分布式帶式輸送機(jī)通信控制技術(shù)在以下 2 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)突破。 

2.1.2 基于機(jī)器音視覺(jué)的多傳感融合增強(qiáng)型帶式輸送機(jī)保護(hù)技術(shù) 

傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)一般采用八大保護(hù)（打滑保護(hù)、 堆煤保護(hù)、跑偏保護(hù)、超溫灑水保護(hù)、煙霧保護(hù)、撕 裂保護(hù)、雙向急停開(kāi)關(guān)保護(hù)、張力下降保護(hù)），其中 多為單點(diǎn)保護(hù)，如機(jī)頭堵煤保護(hù)主要依靠接觸式堵 煤開(kāi)關(guān)，其對(duì)安裝位置有一定要求，在正常運(yùn)輸過(guò)程 中易被煤塊誤砸損壞或誤動(dòng)作，導(dǎo)致頻繁停機(jī)。基于機(jī)器音視覺(jué)的多傳感融合增強(qiáng)型帶式輸送機(jī)保護(hù)技術(shù)引入機(jī)器音視覺(jué)判斷技術(shù)，采用工業(yè)高速相機(jī) （含音視頻采集功能）、結(jié)構(gòu)光發(fā)射器，結(jié)合傳統(tǒng)保護(hù) 傳感器及轉(zhuǎn)載點(diǎn)前后的煤流量，以多傳感融合計(jì)算 盒為邊緣計(jì)算核心，基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，采用多傳感 融合計(jì)算方式實(shí)現(xiàn)正帶面流量和異物檢測(cè)、正反帶 面異常檢測(cè)、轉(zhuǎn)載點(diǎn)卡堵趨勢(shì)檢測(cè)等增強(qiáng)型保護(hù)檢 測(cè)功能[11-15]。保護(hù)裝置如圖 3 所示。該技術(shù)可將傳 統(tǒng)的單點(diǎn)檢測(cè)和事后報(bào)警轉(zhuǎn)變?yōu)槎帱c(diǎn)融合檢測(cè)和事 前預(yù)測(cè)，大大提高帶式輸送機(jī)保護(hù)的可靠性。

2.1.3 煤流線協(xié)同經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制技術(shù) 

煤流線協(xié)同經(jīng)濟(jì)運(yùn)行控制技術(shù)以全煤流線所有設(shè)備為控制對(duì)象，采用多點(diǎn)感知融合技術(shù)，根據(jù)來(lái)煤和載荷分布情況，應(yīng)用協(xié)同控制策略，在保證全線不灑煤的前提下實(shí)現(xiàn)煤多快運(yùn)、煤少慢運(yùn)的協(xié)同經(jīng)濟(jì) 運(yùn)行[16-17]。其應(yīng)用界面如圖 4 所示。

2.2 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)智能化關(guān)鍵技術(shù) 

2.2.1 基于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的煤礦井下輔助運(yùn)輸管控一體化技術(shù) 

傳統(tǒng)煤礦井下輔助運(yùn)輸系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)構(gòu) 成，各系統(tǒng)之間底層設(shè)備互不相通，各自在地面采用 上位機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)監(jiān)控?；诠I(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)的煤礦井下輔助運(yùn)輸管控一體化技術(shù)基于統(tǒng)一的工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)基礎(chǔ)軟件平臺(tái)和一體化通信定位網(wǎng)絡(luò)，采用工作流、智能報(bào)表、GIS 地圖等組件，實(shí)現(xiàn)基于二維 、三維地圖的輔助運(yùn)輸一體化管控應(yīng)用 APPs （PC 端、手機(jī)端、車機(jī)端），包括車輛調(diào)度、物資管控、運(yùn)輸管理等[18]。其架構(gòu)如圖 5 所示。

2.2.2 煤礦井下車聯(lián)網(wǎng)及無(wú)人駕駛技術(shù) 

煤礦井下車聯(lián)網(wǎng)及無(wú)人駕駛技術(shù)架構(gòu)如圖 6 所 示。該技術(shù)通過(guò)井工煤礦車聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)管控礦井車、 人、移動(dòng)設(shè)備等動(dòng)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)礦用無(wú)軌膠輪車監(jiān)控、 車路協(xié)同、路徑規(guī)劃等功能；通過(guò)車載智能感知與控制系統(tǒng)的多傳感融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)障礙物感知，并通過(guò)域控制器對(duì)車輛進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)車輛自動(dòng)避障行駛與路徑合理優(yōu)化；通過(guò)雙模轉(zhuǎn)向電動(dòng)無(wú)軌膠輪車線 控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上層域控制器與底層線控系統(tǒng)通信，并完成車輛基于預(yù)瞄軌跡點(diǎn)的橫向與縱向控制[19]。 

與地面車聯(lián)網(wǎng)及無(wú)人駕駛技術(shù)相比，煤礦井下 車聯(lián)網(wǎng)及無(wú)人駕駛關(guān)鍵技術(shù)在以下 6 個(gè)方面實(shí)現(xiàn)突破。

根據(jù)《指南》中對(duì)井工煤礦智能主煤流運(yùn)輸系統(tǒng) 和智能輔助運(yùn)輸系統(tǒng)的要求，結(jié)合上述對(duì)井工煤礦 運(yùn)輸系統(tǒng)智能化技術(shù)現(xiàn)狀、主要問(wèn)題及關(guān)鍵技術(shù)的 論述，從近期和中遠(yuǎn)期來(lái)看，井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)智能 化發(fā)展趨勢(shì)如下。 

3.1 “十四五”初中期發(fā)展趨勢(shì) 根據(jù)《指南》對(duì)初級(jí)智能化建設(shè)的要求，采用成 熟技術(shù)直接開(kāi)展井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)初級(jí)智能化建設(shè)。 

（1） 主運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)地面集中流程控制+現(xiàn)場(chǎng)有 人巡視、無(wú)人值守的作業(yè)模式。煤礦現(xiàn)有的地面集 中流程控制+現(xiàn)場(chǎng)有人巡視、無(wú)人值守的作業(yè)模式已 經(jīng)具備成熟技術(shù)條件，通過(guò)對(duì)帶式輸送機(jī)傳統(tǒng)八大 保護(hù)（尤其是堵煤和撕裂保護(hù)）進(jìn)行完善和升級(jí)，能 極大程度地提高保護(hù)的可靠性。同時(shí)通過(guò)增加沿線 視頻監(jiān)控和語(yǔ)音聯(lián)絡(luò)裝置，以及煤倉(cāng)煤量監(jiān)測(cè)、給煤 機(jī)控制及產(chǎn)量監(jiān)控裝置，可更好地實(shí)現(xiàn)在地面遠(yuǎn)程 一鍵流程啟停功能。 

（2） 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)運(yùn)輸裝備遠(yuǎn)程集中管 控的作業(yè)模式。基于信息化的煤礦輔助運(yùn)輸一體化管控作業(yè)模式目前已經(jīng)具備成熟的技術(shù)條件，通過(guò) 該技術(shù)可實(shí)現(xiàn)礦井輔助運(yùn)輸裝備的遠(yuǎn)程集中管控。 

3.2 “十四五”末發(fā)展趨勢(shì)

在“十四五”初期智能化建設(shè)的基礎(chǔ)上，對(duì)于基 礎(chǔ)好的礦井，鼓勵(lì)應(yīng)用相對(duì)成熟技術(shù)，示范先行。根 據(jù)《指南》對(duì)中級(jí)智能化建設(shè)的要求，開(kāi)展井工煤礦 運(yùn)輸系統(tǒng)中級(jí)智能化建設(shè)。 

（1） 主運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤流協(xié)同經(jīng)濟(jì)運(yùn)行+機(jī)器人輔助巡視、無(wú)人值守的作業(yè)模式。系統(tǒng)底層可增加 集中潤(rùn)滑、油脂監(jiān)測(cè)、AI 增強(qiáng)型保護(hù)、智能降塵及 防滅火等裝置或系統(tǒng)，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安 全性；在固定煤流線增加沿線機(jī)器人輔助巡檢，減小 巡檢人員勞動(dòng)強(qiáng)度；以全煤流線所有設(shè)備為控制對(duì) 象，采用多點(diǎn)感知融合技術(shù)對(duì)全煤流線帶面載荷分 布進(jìn)行精確感知，在保證全線不灑煤的前提下實(shí)現(xiàn) 煤多快運(yùn)、煤少慢運(yùn)的協(xié)同經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。 

（2） 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸裝備高可靠運(yùn)行+物資遠(yuǎn)程集中管控及固定線路固定車型的無(wú)人駕駛作業(yè)模式。加大對(duì)輔助運(yùn)輸環(huán)節(jié)中人、車、物的全面 精細(xì)化管控，大幅提升輔助運(yùn)輸管理水平，同時(shí)減少 大量跟車、領(lǐng)料、接料人員。采用數(shù)字與實(shí)景相結(jié) 合方式，構(gòu)建二維、三維高精地圖，同時(shí)通過(guò)對(duì)車輛 安裝相機(jī)、雷達(dá)等傳感器，采用機(jī)器學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)高 級(jí)駕駛輔助功能，大幅提升車輛駕駛的安全性。應(yīng)用車聯(lián)網(wǎng)和智能車輛傳感控制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)固定線路、 固定車型遠(yuǎn)程（虛實(shí)同步）干預(yù)無(wú)人駕駛模式，在一 定線路和車型上實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，示范智能輔助運(yùn)輸 模式。 

3.3 2035 年中遠(yuǎn)期發(fā)展趨勢(shì)

在“十四五”末期智能化建設(shè)基礎(chǔ)上，針對(duì)未成 熟和卡脖子技術(shù)，持續(xù)開(kāi)展科研探索。根據(jù)《指南》 對(duì)高級(jí)智能化建設(shè)的要求，逐步進(jìn)行井工煤礦運(yùn)輸 系統(tǒng)高級(jí)智能化建設(shè)。 

（1） 主運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)煤流全線常態(tài)化智能運(yùn) 行+機(jī)器人智能巡視的作業(yè)模式。全面引入 AI 感知 和執(zhí)行技術(shù)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)主運(yùn)輸系統(tǒng)從底層裝備到頂 層系統(tǒng)整體的智能感知、智能決策、自動(dòng)執(zhí)行，真正 實(shí)現(xiàn)全線常態(tài)化局部智慧無(wú)人作業(yè)模式。 

（2） 輔助運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸裝備故障自診斷+自動(dòng)裝載接駁的全線常態(tài)化無(wú)人駕駛作業(yè)模式。依托 車輛本體分布式總線智能控制、智能識(shí)別、邊緣計(jì) 算、可靠伺服控制等技術(shù)的提升，實(shí)現(xiàn)井下所有車型 （機(jī)車、單軌吊、運(yùn)料車、搬運(yùn)車、特種作業(yè)車）的常 態(tài)化無(wú)人駕駛，運(yùn)輸過(guò)程實(shí)現(xiàn)物資集裝化，轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)實(shí) 現(xiàn)物資自動(dòng)裝卸載。

結(jié)合對(duì)井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)智能化技術(shù)現(xiàn)狀、主要問(wèn)題、關(guān)鍵技術(shù)及發(fā)展趨勢(shì)分析，認(rèn)為現(xiàn)階段我國(guó) 井工煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)智能化建設(shè)和研究要點(diǎn)如下： 

（1） 在主運(yùn)輸系統(tǒng)方面，應(yīng)重點(diǎn)研究基于機(jī)器音 視覺(jué)多傳感融合的帶面載荷、轉(zhuǎn)載點(diǎn)卡堵、正反帶 面異常等增強(qiáng)型帶式輸送機(jī)保護(hù)檢測(cè)裝置，并實(shí)現(xiàn) 其在帶式輸送機(jī)上的常態(tài)化應(yīng)用。持續(xù)研究智能巡 檢機(jī)器人及 MEMS（Micro-Electro-Mechanical System， 微機(jī)電系統(tǒng)）無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)帶式輸送機(jī)沿 線環(huán)境參數(shù)、托輥異常、H 架異常、輸送帶跑偏等的 在線檢測(cè)；通過(guò)擬人化的轉(zhuǎn)載點(diǎn)排堵和帶面異物挑 揀技術(shù)，實(shí)現(xiàn)井下固定崗位常態(tài)化無(wú)人。 

（2） 在輔助運(yùn)輸系統(tǒng)方面，應(yīng)推廣精細(xì)化閉環(huán)管 控和高級(jí)輔助駕駛。重點(diǎn)持續(xù)研究煤礦井下無(wú)人駕 駛和自動(dòng)裝卸載技術(shù)，技術(shù)難點(diǎn)在于如何依托井下 車聯(lián)網(wǎng)降低無(wú)人駕駛車輛對(duì)算力和感知的要求，實(shí) 現(xiàn)全局精確定位導(dǎo)向和局部精準(zhǔn)避障、繞障，以及如 何精確控制液壓鉸鏈的轉(zhuǎn)向。探索輔助運(yùn)輸物資的 集裝化和轉(zhuǎn)運(yùn)自動(dòng)化，這將實(shí)現(xiàn)井工煤礦輔助運(yùn)輸 工藝模式的變革。

參考文獻(xiàn)（略）