基于激光掃描的綜放工作面放煤量智能監測技術

胡 而 已

（1.應急管理部信息研究院，北京 100029；2.中國礦業大學機電工程學院，江蘇 徐州 221116）

0 引 言

綜放工作面放頂煤作業主要依賴人工，現場放煤工人通過眼看和耳聽判斷支架后部煤流狀態來進行放煤控制［1］，其中放煤量的控制主要依賴人工目測。 然而在綜放工作面的實際放煤過程中，由于支架后部空間受限、放煤過程中粉塵等因素對工人視線干擾極大，支架尾梁放煤口開放后放煤量的控制精準度低［2］，不能準確獲取單個或成組支架的單輪次放煤量信息，從而影響放煤口開閉時機的準確判斷，且瞬時放煤量過大時還容易造成后部刮板輸送機局部過載狀態運行，導致負載變化過大，影響設備運行健康狀況和生產連續性［3-4］。 因此，放煤量的精準監測感知對實現放煤工作面智能化具有重要意義。

目前，煤流量監測領域已有部分學者采用超聲波傳感器［5］、機器視覺圖像［6］、激光掃描［7］等方法開展了部分基礎研究和工程應用。 其中，通過超聲波法可監測單點物料的堆積高度，來反映刮板輸送機或帶式輸送機等運輸煤流信息，但需要傳感器的多點布置來實現煤流量的全場監測。 針對帶式輸送機物料瞬時流量的激光測量方法研究較多，利用二維激光測距儀和測速傳感器獲取帶式輸送機物料流瞬流量［8］，該方法精度較高，具有能量密度大、響應時間快等優點，相對于普通光源能獲得井下黑色系煤塊表面更大強度的反射回波，可以實現放煤量的在線實時監測，但不能夠克服綜放工作面的劇烈機械振動和電氣噪音等問題。……