帶式輸送機(jī)火災(zāi)預(yù)警處置系統(tǒng)
導(dǎo)語：帶式輸送機(jī)以構(gòu)造簡單、連續(xù)輸送距離長、輸送成本低和輸送效率高等優(yōu)點(diǎn)，在煤礦礦井上、下得到廣泛應(yīng)用。輸送機(jī)系統(tǒng)屬重點(diǎn)防火部位，失火概率大，一旦發(fā)生火災(zāi)，造成輸送帶、控制電纜、機(jī)架和驅(qū)動(dòng)部位等在內(nèi)的整個(gè)系統(tǒng)報(bào)廢，甚至發(fā)生人員中毒傷亡事故。本期轉(zhuǎn)化果平臺(tái)推薦的《帶式輸送機(jī)火災(zāi)預(yù)警處置系統(tǒng)》提出采用傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)相結(jié)合的冗余設(shè)計(jì)解決方案，在現(xiàn)有傳統(tǒng)帶式輸送機(jī)八大保護(hù)基礎(chǔ)上，采用AI機(jī)器視覺系統(tǒng)+深度學(xué)習(xí)方法針對每部帶式輸送機(jī)的火情進(jìn)行超前預(yù)警預(yù)防。
一、研發(fā)背景
根據(jù)應(yīng)急管理部4號(hào)文件《煤礦重大事故隱患判斷標(biāo)準(zhǔn)(2020)》新增第十八條款“其他重大安全隱患”中——帶式輸送機(jī)的輸送帶入井前未經(jīng)過第三方阻燃和抗靜電性能試驗(yàn)，或者試驗(yàn)不合格入井，或者輸送帶防打滑、跑偏、堆煤等保護(hù)裝置或者溫度、煙霧監(jiān)測裝置失效的;從該條款理解，監(jiān)管部門主要目的是預(yù)防輸送帶運(yùn)行中，著火事故的發(fā)生，即時(shí)處置避免火災(zāi)事故發(fā)生。
目前煤礦現(xiàn)在使用的帶式輸送機(jī)八大保護(hù)裝置，主要起到了事故停機(jī)的作用，對火情判斷都是事后處理。無法在事故發(fā)生前做到提前預(yù)警、提前處置。
針對目前煤礦現(xiàn)實(shí)安全的需要，提出采用傳統(tǒng)技術(shù)與新技術(shù)雙結(jié)合冗余設(shè)計(jì)解決方案。在現(xiàn)有傳統(tǒng)技術(shù)帶式輸送機(jī)八大保護(hù)基礎(chǔ)上增加新技術(shù)預(yù)警預(yù)防方案，采用 AI機(jī)器視覺系統(tǒng)+深度學(xué)習(xí)方法針對每部帶式輸送機(jī)的火情進(jìn)行超前預(yù)警預(yù)防。
二、解決方案
帶式輸送機(jī)火情預(yù)警預(yù)防裝置可以獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)也可與現(xiàn)有帶式運(yùn)輸機(jī)集控系統(tǒng)控制機(jī)連接。實(shí)現(xiàn)對帶式輸送機(jī)的火情超前預(yù)警預(yù)測，避免事故的發(fā)生。
火情預(yù)警預(yù)防裝置采用智能 AI攝像儀(可編程攝像儀+AI預(yù)警算法卡)，實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)工況狀態(tài)的探測，將探測的數(shù)據(jù)發(fā)送給預(yù)警控制器，由預(yù)警控制器做出相應(yīng)的判斷和處理(語音報(bào)警、降溫、停機(jī)等操作)。同時(shí)上報(bào)現(xiàn)場錄像至上位機(jī)或已建設(shè)的隱患排查系統(tǒng)。
整體軟件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)由 AI 識(shí)別算法軟件進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別危險(xiǎn)事件，由預(yù)警控制器做出邏輯判斷，輸出相應(yīng)控制信號(hào)(停機(jī)、灑水降溫等處理)。
整體結(jié)構(gòu)框圖
視覺識(shí)別圖
三、主要功能
1.識(shí)別輸送帶主動(dòng)輪打滑、煙霧、溫度、跑偏;
2.識(shí)別主動(dòng)輪危險(xiǎn)區(qū)域入侵;
3.識(shí)別輸送帶托輥卡堵(可擴(kuò)展功能)。
四、主要設(shè)備
1.礦用隔爆兼攝像儀
用于現(xiàn)場圖像采集，圖像的采集的質(zhì)量是分析的準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)，需要確保畫面清晰，才能實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確有效的分析。
主要特點(diǎn)：
●強(qiáng)光抑制功能：避免礦工頭燈、環(huán)境照明燈等引起的強(qiáng)光影響。
●密封性：密封性不好會(huì)引起攝像儀內(nèi)部起霧，導(dǎo)致畫面模糊，本攝像儀設(shè)置兩個(gè)腔體，解決密封性差的問題。
●分析功能：具有邊緣測AI分析功能，可遠(yuǎn)程直接下載更新AI相關(guān)算法。
●存儲(chǔ)功能：本地存儲(chǔ)(128G，256G，512G)，事件上傳、斷點(diǎn)續(xù)傳。
(1)電源電壓：127VAC，±10%。
(2)工作電流：≤1A。
(3)信號(hào)接口：1路RJ45百兆電口。
2.預(yù)警控制器(礦用隔爆兼本安型多協(xié)議網(wǎng)關(guān))
主要用于采用不同通信接口、通信協(xié)議的設(shè)備之間互聯(lián)、互通、互控。多協(xié)議網(wǎng)關(guān)能夠應(yīng)用于煤礦井下具有爆炸性危險(xiǎn)的場所，也可應(yīng)用于地面非爆炸性危險(xiǎn)場所。
(1)工作電壓：AC 85~265 V。
(2)輸入功率：≤150 W。
(3)以太網(wǎng)電端口：4路;10Mbps/100Mbps自適應(yīng)。
(4)以太網(wǎng)光口：1路;百兆單模雙纖，1310nm(接頭類型：FC);最大傳輸距離10km。
3.本安電磁閥
主要用于帶式輸送機(jī)降溫、滅火使用。應(yīng)用于煤礦井下具有爆炸性危險(xiǎn)的場所，也可應(yīng)用于地面非爆炸性危險(xiǎn)場所。
(1)公寸通徑：DN20~DN40
(2)工作電壓：DC 18V
(3)適用流體：氣體、液體等中性介質(zhì)。
4.語音報(bào)警器
用于現(xiàn)場語音報(bào)警，支持多種錄音播放方式，基于TCP/IP 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境，完善的實(shí)時(shí)監(jiān)聽功能，可監(jiān)聽部署現(xiàn)場環(huán)境;
主要技術(shù)指標(biāo)：
(1)額定工作電壓：直流 18V。
(2)工作電流：不大于800mA。
(3)響度≥100dB (A計(jì)權(quán)) (1kHz)。
(4)失真度≤10%(1kHz)。
