一、研究背景
近年來，煤礦信息化、智能化建設開展得如火如荼，智能化云計算大數(shù)據(jù)等新技術新裝備，“機器人”裝備的研究應用，大大提高了煤礦安全生產(chǎn)和管理效率。
在此情況下平煤股份二礦決定大力打造智慧礦山、智能礦山、綠色礦山，積極貫徹執(zhí)行國家煤監(jiān)局公告2019年第（1）號《煤礦機器人重點研發(fā)目錄》，全力進行煤礦智能化建設、大力研發(fā)推進煤礦機器人的研發(fā)和應用，決定從瓦斯檢查和智能信息顯示開始著手建設，某礦現(xiàn)有專職瓦斯檢查員45名，現(xiàn)有檢查地點240處，永久避難硐室兩處，臨時避難硐室若干個，檢查地點多分布廣面積大出現(xiàn)嚴重人員不足問題急需解決。共同研發(fā)成功了煤礦智能瓦斯檢查機器人，不但可以有效解決人員不足情況，還能有效減員90%以上，通過機器換人、替人減輕工人勞動強度，減輕企業(yè)生產(chǎn)負擔，確保安全生產(chǎn)要求，向智能化智慧礦山邁出堅實的一步。
圖1 瓦斯巡檢機器人系統(tǒng)圖
二、系統(tǒng)功能
（一）獨有功能
瓦斯巡檢機器人系統(tǒng)，就是在每一個固定瓦斯檢查地點（這類地點占人工瓦斯檢查地點的90%以上）安裝一個瓦斯巡檢機器人，免校驗的自動檢查瓦斯、自動現(xiàn)場顯示、數(shù)據(jù)自動傳輸?shù)酵咚寡矙z機器人云大腦進行分析，發(fā)現(xiàn)異常自動報警等功能，從而，實現(xiàn)“機器替人”。獨有功能如下：
1、現(xiàn)場裝有“瓦斯巡檢機器人”，進行現(xiàn)場自動檢查和實時顯示。代替人工檢查和粉筆書寫顯示。
2、現(xiàn)場裝有“瓦斯巡檢機器人”具有“四合一傳感器”自動檢測甲烷、二氧化碳、溫度、濕度等瓦斯檢查員必須檢查的參數(shù)。
3、采用免校驗的激光傳感器自動檢測的甲烷，3年免校驗（經(jīng)過安標中心認證），保證了數(shù)據(jù)可靠。
4、瓦斯檢查數(shù)據(jù)現(xiàn)場自動采用P2.5真彩超低功耗LED屏顯示，顯示功能十分強大：
1）真彩顯示各種顏色、清晰、明亮、看的遠、看的清。
2）能夠交替顯示不同班次的數(shù)據(jù)、臨近點的數(shù)據(jù)、附近瓦斯檢測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，協(xié)助領導分析周圍安全形勢。
3）精細化顯示，P2.5七彩的LED顯示屏，精細細化顯示，能夠顯示圖形、圖像、曲線等。
4）能夠顯示避災路線、災害類型、緊急命令等。
5、實現(xiàn)瓦斯數(shù)據(jù)實時傳輸?shù)皆破脚_的“瓦斯巡檢機器人”大腦，并對數(shù)據(jù)進行實時處理，形成報表、曲線、圖形等供領導使用。
6、能夠大數(shù)據(jù)推送周圍安全信息，例如瓦斯、通風、緊急狀態(tài)等，并在LED屏顯示。
7、能夠進行應急救援，調(diào)度室可以直接對每一個大屏喊話下達命令！現(xiàn)場人員可以直接對屏喊話請求支援。
8、作為WiFi無線通訊基站，可以傳輸語音、錄像、照片等信息，實現(xiàn)井上井下的安全聯(lián)系通訊。
9、大數(shù)據(jù)一張圖管理功能，地面指揮中心，可以在大數(shù)據(jù)一張圖上直接查詢、調(diào)用、通知等，方便操作。
（二）其他功能
1、自動打印瓦斯日報表、班報表；
2、瓦斯數(shù)據(jù)的自動分析功能：可以按年度、季度、月度自動分析繪制有關分析圖件和報表。為加強瓦斯管理提供決策依據(jù)；
3、遠程網(wǎng)絡管理、查詢功能：凡是進入網(wǎng)絡的領導、管理人員，根據(jù)自己的權限可以管理查詢相應數(shù)據(jù)；
4、遠程網(wǎng)絡異地瀏覽、查詢、匯總、統(tǒng)計、打印功能；
5、數(shù)據(jù)分析曲線圖功能；
6、網(wǎng)絡審查和網(wǎng)絡簽名功能。
三、應用案例
圖2 某礦瓦斯巡檢機器人系統(tǒng)布設圖
某礦系統(tǒng)結構：
1、“瓦斯巡檢機器人”系統(tǒng)由云服務器、瓦斯巡檢機器人主系統(tǒng)軟件、現(xiàn)場每一處檢查地點安裝一套瓦斯檢查機器人，根據(jù)現(xiàn)場測定安裝瓦檢機器人，分別安裝在庚20-31050風巷（1#風機、2#水泵、3#避難硐室、4#鉆車、5#皮帶、6#密閉、7#皮帶、8#水泵、9#超高、10#絞車、11#水泵、12#超高、13#避難硐室、14#水泵）。庚20-31050機巷瓦檢機器人（1#風機、2#水泵、3#避難硐室、4#水泵、5#鉆車、6#避難硐室、7#水泵、8#水泵、9#避難硐室、10#皮帶、11#水泵、12#超高、13#鉆車）本安電源13臺等構成“瓦斯巡檢機器人”現(xiàn)場終端機負責定時或者不定時檢查現(xiàn)場瓦斯（甲烷、二氧化碳、溫度、濕度等），并顯示到現(xiàn)場的P2.5真彩超低功耗led屏上面，同時把數(shù)據(jù)傳輸?shù)皆拼竽X進行匯總分析。
2、系統(tǒng)還具有廣播對講、WiFi無線通訊等應急功能。
3、避難硐室聲光引導顯示：能夠準確顯示庚20-31050機巷或是XX號永久避難硐室LED真彩顯示具有語音播報功能，
4、路標：LED引導指示牌，帶有語音播報，如前方50米是庚20-31050風巷XX號避難硐室。后方100米是XX號避難硐室。
5、顯示功能：可以實時或定時顯示避難硐室內(nèi)氣體情況（甲烷、二氧化碳、溫度、濕度、人員數(shù)量等或直接顯示人員姓名。）
6、井下候車室顯示功能：可以顯示局部或全礦瓦斯情況、安全標語、班前會視頻播報、礦領導視頻講話、新聞聯(lián)播、礦電視臺播放、歡迎詞等等一切可顯示的內(nèi)容。
圖3 某礦瓦斯巡檢機器人系統(tǒng)顯示圖
在安裝完成瓦檢機器人后預計效果，能有效減員90%以上，給礦上直接帶來減少工人工資約38萬余元/年，90%的瓦檢員重新分配到其他崗位同時又給礦上創(chuàng)造一定的經(jīng)濟價值機利潤是不可估計的。
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