对于带式输送机在运行过程中出现的各种故障，在排除时采取人工方式进行巡检，存在检测效果差、劳动力强度大等多项缺点，而随着计算机和自动化技术的飞速发展，远程监控系统被广泛应用在矿井带式输送机中，但是考虑到带式输送机中设备多、距离长，这就导致远程监控系统成本高、复杂。针对这一现象，提出了将故障巡检机器人应用到矿井带式输送机中，提高排除故障效率，降低相关工作人员在工作开展时的劳动强度。
1 采用故障巡检机器人系统的意义
人工巡检存在的问题主要体现在以下方面：（1）运输系统视频监控、人员定位、环境监控各项系统都相互保持独立，无法相互共享信息，这也就导致运输系统管理效率偏低，难以满足需求。（2）地面监控中心的管理人员在具体工作开展期间，仅通过巡检人员报告掌握运输系统沿线环境，以及各项设备的运行情况；同时，考到运输距离长、环节多，采取人工方式巡检，容易出现遗漏，难以及时排除运输系统存在的故障，这会对矿井带式输送机的运行造成不良影响[1]。
通过对故障巡检机器人系统进行应用，可以将巡检人员从恶劣的环境中解脱出来，不仅能够降低相关工作人员劳动强度，而且能够进一步提高巡检质量，使设备保护由过去的点保护发展到全面保护，这对于确保矿产开采作业的安全来说意义重大[2]。此外，利用故障巡检机器人系统中的诊断功能，能够有效预防设备在运行时出现的各种故障，缩短设备停机时间，将可能出现的故障等都扼杀在摇篮之中，最大降低因电机而造成的经济损失，延长各项设备寿命，提高经济效益。
2 故障巡检机器人系统的应用
将故障巡检机器人系统应用到矿井带式输送机中，主要是以下子系统发挥作用。
2.1 电动机故障报警系统
电动机轴承是带式输送机电动机频繁发生故障区域，在整个生命周期内，电动机轴承在其运行过程中的振动频率会不断变化，在其运行过程中，监测电动机轴承的具体振动情况，通过分析监测情况，能够实现对电动机运行情况，以及应用状态的合理评估。对于电动机轴承在运行时的振动情况监测可以采用振动传感器实现，将振动信号转换为电信号，然后将信号传输给监控上位机，通过振幅响应，以及故障频率情况，精准判定轴承具体运行情况[3]。故障巡检机器人本体运行到机头、机尾区域之后，控制中心会通过自动方式将各项信号都传输到机器人本体，通过巡检机器人本体通信网络及时、准确的传输到地面监控中心，从而实时掌握带式输送机机头、机尾电动机机械运行过程中的具体状况，及时发现问题，反应问题，解决问题。
2.2 托辊故障监测系统
该系统在具体运行过程中，通过对传感器进行应用，实现对输送机支架在运行过程中，具体振动参数进行全面检查，实现对托辊运行参数，以及出现的异常磨损问题加以判定，同时，依据诊断结果，发出具有针对性警报信号。整个系统结构主要由振动传感器、数据采集器、上位机等共同构成，通过对其进行应用，能实现对托辊故障，以及出现的各种异常磨损现象有效监测。对于带式输送沿线托辊，应当依据每间隔30m一台振动传感器，每间隔300m一台数据采集器规格进行布置，一台数据采集能够收集十台震动传感器获取到的数据。数据采集器在运行期间，将收集到的振动信号利用通信网络传输给上位机，上位机通过对内置数据处理程序进行应用，分析托辊运行情况，以及磨损参数，同时，能够将相应的分析结果通过显示器呈现，避免因托辊出现异常，而造成带式输送机在运行时出现事故而发生停机，或者引起火灾等事故[4]。
2.3 输沿线报警系统
在运输巷道内布置带式输送机，整个运输环境的存在空间狭小、光照不足、作业环境差等多项问题。因此，为了全面掌握带式输送机沿线的具体环境情况，需将支撑故障巡检机器人在作业时的运行轨道装在带式输送机之上，通过对故障巡检机器人进行应用，完成相应巡检工作，即取代传统人工巡检方式。沿线报警系统结构主要包括防区处理单元、报警主机、传感器、光缆、报警控制服务器等。通过对该系统的应用，能够实现对沿线环境中声音、画面、气体等各项内容的动态监测，进而发现各种潜在故障。
（1）视频采集分析
将2组摄像头安装在故障巡检机器人本体上，其中一组为红外线成像仪，另一组为高清防爆摄像机，前者的作用是监测托辊轴承和传送带在运行时的温度；后者的主要作用是采集、记录巡检沿线带式输送机运行状况，保证带式输送机在运行时能够保持平稳，降低事故发生几率。沿着带式输送机布置两道故障巡检机器人运行轨道，一道位于行人侧，其主要用于动态监测行车侧的轨道、电缆、托辊情况；另一道则位于非行人车侧，主要用于监测托辊、外部环境，以及气体是否发生了泄露问题[5]。
（2）监测环境参数
故障巡检机器人在具体工作开展期间，通过对传感器进行应用，实现对采集区域内巡检位置声音的全面采集，如果发现托辊在运行时出现异常声音，巡检系统将会发生警报，从而提醒相关工作人员，采取合理措施处理。需要注意的是，由于巷道内布置了压风、瓦斯抽采、压水等多个管路，在故障巡检机器人本体上布置的传感器能具有探测气体成分功能，通过对进行应用，能够实现对巡检沿线环境气体成分的监测，若监测数值超出了预定值，故障巡检机器人将会发生报警信号，而且会将异常结果快速传递到地面监控中心，确保带式输送机运行平稳，降低事故发生几率。
3 故障巡检机器人系统应用效果分析
故障巡检机器人系统应用到某矿井内的带式输送机中，利用故障巡检机器人系统取代传统人工巡检，现场巡检人员减少了7名，预计年节约人工成本近54万元，而且利用故障巡检机器人系统，每班能够巡检2次，在巡检期间如果发现带式输送机存在异常，故障巡检机器人将会及时发出警报信息，而且可以利用无线传输网络将报警信息传输给地面监控中心，降低带式输送机故障的发生。在采用故障巡检机器人系统前，受巡检与故障排查不到位影响，平均每年发生1次纵向断裂、损坏托辊160多套，堵仓8次，运输中断超过了130h，而采用故障巡检机器人系统之后，基本杜绝了纵向断裂、损坏托辊、堵仓等问题的发生。
4 结语：
考虑到人工巡检方式难以实现对带式输送机运输的有效排查，因此，将故障巡检机器人系统应用到了矿机下，完成相应巡检作业，采用该系统之后，实现了智能巡检，无需安排专人进行巡检，便可以掌握带式输送机的具体运行情况，为矿产开采作业的顺利进行保驾护航。
参考文献：
[1]刘澎,任文清.煤矿无人值守带式输送机智能化系统设计[J].工矿自动化,2021,47(S2):75-77+96.
[2]刘晓宁.煤矿带式输送机运输系统故障巡检机器人设计[J].中国石油和化工标准与质量,2021,41(06):175-177.
[3]崔融融.带式输送机故障自动巡检机器人系统设计[J].煤矿机械,2021,42(03):15-18.
[4]张涛,吴高镇.带式输送机故障巡检机器人系统设计[J].工矿自动化,2018,44(10):72-76.
[5]陆文涛,裴文良,张树生,岑强,马静雅.矿用带式输送机巡检机器人研究与设计[J].煤矿机械,2015,36(09):18-20.
