围绕基于矿鸿的智能煤流全过程自适应均衡系统展开研究，深入剖析其在破解行业现存痛点、实现设备互联与流程优化中的技术路径与应用价值。通过智能化技术替代人力操作、强化风险预警，助力煤矿企业达成“减员、增效、保安全”的核心目标，为煤矿主煤流运输系统的智能化升级提供技术范本，也为矿山数字化转型探索兼顾安全、高效与绿色发展的全新路径，具有重要的理论意义与实践价值。

煤炭行业正处于智能化转型的关键时期，煤矿资源整合与主运输扩能改造持续推进，对主煤流运输系统的高效性、稳定性及智能化水平提出了更高要求。然而，当前主煤流系统智能化运维存在诸多问题，缺乏一体化运维管理平台，主运输系统与综掘、综采、储煤等子系统协同联动受阻，严重影响煤矿生产链条效率。因此，融合各系统数据，实现主煤流系统的智能管控，成为煤炭行业智能化发展的必然趋势。

01、工程概况

山东省某煤矿煤流项目共涉及10条输送带，5个煤仓，6个给煤机。一采区包括一采区上部一、二部输送带，一采区上部煤仓、输送带上山一二部输送带，一采区煤仓；二采区煤流系统涉及二采区西翼输送带、二采区输送带上山输送带、二采区煤仓、二采区煤仓给煤机、二采区输送带石门输送带、东翼大巷输送带、二采区漏煤眼给煤机，一二采区都通过输送带石门输送带进入井底煤仓，新建煤仓投入使用后，分煤输送带进入新建煤仓。该矿煤流均衡控制包含手动控制、一键启动控制、自动放仓控制等多种模式，其中一键启停控制可实现二采区煤流系统的顺逆煤流启停控制，节省控制时间与成本；自动放仓控制可实现二采区、一采区的自动放煤控制，根据采区煤仓、井底煤仓信息自动实现煤流系统的放煤策略，提高运输效率、减少输送带运行时间，节省生产成本。

02、矿鸿智能煤流全过程自适应均衡系统构建

2.1 智能煤流全过程自适应均衡系统架构

基于矿鸿的智能煤流全过程自适应均衡系统框架由采集层、传输层、平台层和应用层构成，基于矿鸿的智能煤流全过程自适应均衡系统架构如图1所示。

图1 基于矿鸿的智能煤流全过程自适应均衡系统架构

（1）采集层

通过在关键位置部署各类传感器，实时采集煤流信息与设备运行状态数据，借助AI摄像仪与智能图像识别技术识别监测煤量、大块煤及矸石。

（2）传输层

采用5G网络与工业以太网结合的方式实现数据高速可靠传输，依托矿鸿操作系统的“软总线” 技术与统一的MDTP协议，打破不同厂家设备的数据传输壁垒，达成设备间互联互通与数据共享。

（3）平台层

搭建基于云计算技术的智能煤流管控平台，具备强大的数据存储、处理与分析能力，可实现设备状态智能诊断、煤流趋势精准预测及故障提前预警，且提供统一数据接口与煤矿其他生产管理系统集成。

（4）应用层

开发集成设备远程监控与控制、煤流均衡调度、故障诊断与维护等模块，操作人员能通过地面调度中心或移动端实时远程监控设备运行状态，远程控制设备启停与运行参数调整。

2.2 智能煤流全过程自适应均衡系统目标

智能煤流全过程自适应均衡系统以提升煤矿主煤流运输系统综合效能为核心目标，具体聚焦4个关键方向。

（1）提高生产效率

通过实现煤流系统自动化与智能化控制，依据煤流实时状况自动调整设备运行参数，减少人工干预，增强煤炭生产的连续性与稳定性，进而提升整体生产效率。

（2）优化资源配置

借助对煤流系统内设备运行状态、煤量分布等信息的实时监测与分析，实现资源合理调配，如优化设备启停时机、选择最优运输线路等，降低能源消耗与设备磨损，提高资源利用效率。

（3）提升安全水平

依托远程监控与自动化操作减少人员在危险环境中的作业时长与频率，降低人员伤亡风险，同时通过实时安全监测与预警功能及时发现并处置安全隐患，筑牢煤矿生产安全防线。

（4）实现精准控制，通过精确感知煤流流量、粒度、湿度等参数变化，结合先进控制算法对给煤机、输送带输送机、破碎机等设备实施精准调控，确保煤流系统在不同工况下均保持最佳运行状态，提升煤炭产品质量与一致性，全面助力煤矿达成高效、低碳、安全、优质的生产目标。

2.3 智能煤流全过程自适应均衡系统组成

智能煤流全过程均衡输送系统包括智能均衡控制、智能检测、智能料仓管理、驱动装置的智能永磁化、输送系统配套装置的自动化无尘化和智能平台建设等6个子系统，融合人工智能AI与物联网等技术，提供多种智能控制与智能检测手段，通过采煤工作面巷道运输的动态调速，到主运输系统的智能启停，再到煤炭升井的全流程监控，精准预测设备故障，优化煤流分配，自主执行“煤多快转、煤少缓运、无煤待机”的节能策略，实现了煤流运输全链条的智能化管控。矿鸿智能煤流全过程自适应均衡系统布置如图2所示。

图2 矿鸿智能煤流全过程自适应均衡系统布置

03、矿鸿智能煤流全过程自适应均衡系统

3.1 智能永磁系统

智能永磁系统以永磁同步电机+智能控制系统为核心架构，采用高效永磁同步电机/电动滚筒/一体机（效率95%～98%，轻载效率稳定）替代异步电机，搭配专用变频器与直驱/减速结构，适配不同负载。

通过传感器与PLC组成智能控制系统，实现负载自适应调速（流量波动时动态调转速，节能20%～40%）、软启动/软停止（避免输送带冲击，延长寿命20%～30%）及多电机功率平衡（负载偏差<5%）。

依托物联网搭建远程监控平台，实现被动传动到智能驱动的跨越，维护周期延长3~5倍，成本降 30%～50%。深度践行“高效节能 + 智能调控”“煤多快转、煤少缓运、无煤待机” 的核心降碳逻辑，“硬件节能+智能降耗”的双重保障，成功解决了传统驱动存在的启动电流大、冲击力大、易损坏电机减速箱重载压死输送带、电动机恒速运行、浪费电能等一系列问题。

3.2 智能料仓管理系统

智能料仓管理系统聚焦煤仓运行全流程的数据整合、实时监控与智能决策，构建集状态监测-风险预警-自动处置-效能分析为一体的管控体系，智能料仓管理系统如图3所示。

图3 智能料仓管理系统

在入料环节，在给煤机处安设破碎机、除铁器、脏杂（水）煤含量监测仪、视频分析装置等，结合智能AI视觉分析技术精准识别非煤矸等异物，打造感知-分析-处置的智能联动防线，从源头消除异物堵仓、溃仓风险。

在煤仓运行核心环节，部署防溃仓预警系统，集成3D雷达检测、水煤入仓检测功能，开发给煤机智能定量给煤与闸控模块，当防溃仓预警系统监测到仓体异常压力或位移时，立即联动防溃仓闸门进行开度调节，并与定量给料装置形成双重安全联动保障，实现煤仓料位、煤质状态的实时监测与给煤量的精准调控。

针对堵仓、蓬仓问题，安设防堵仓装置，在煤仓关键位置配置清仓机器人（如机械臂等），通过物联网实现远程智能联动，一旦检测到仓壁物料堆积，立即启动分级疏通策略，构建监测-预警-处置三位一体的智能联动架构，形成发现问题-分析问题-解决问题的完整闭环联动机制，堵仓、溃仓事故率降低85%，通过减少设备空转与无效作业，使物料处理效率提升40%，设备综合利用率提高30%，每年可为企业节省设备维护成本超 30%，减少物料损耗带来的直接经济损失超 20%。

3.3 智能煤流均衡控制系统

智能煤流均衡控制系统以智能调控+ 系统协同为核心，实现动态调速机制，采用PLC+嵌入式集中控制，实现煤流测量、煤仓仓位监测、输送带调速、给煤机调速、输送带自动放煤、自动喷雾等功能，智能煤流均衡控制系统界面如图4所示。

图4 智能煤流均衡控制系统界面

智能煤流均衡控制系统采用AI视觉识别与激光雷达的煤量分布实时感知，结合多目标优化算法，运用逆煤流启、顺煤流停模式，实现0.1 s级响应的精准调速，确保输送带运行速度与煤流量高度匹配，规避堆煤或空转浪费。通过建立煤仓容量、输送带运力、运输距离的三维数字模型，以毫秒级频率动态调整各环节启停时序，非计划停机时长平均减少超过60%，输送带设备的维护周期延长40%，煤仓利用率提升30%。

3.4 智能检测系统

智能检测系统融合AI算法、分布式光纤测温、大数据分析、云计算、磁感应探伤等技术，建设了光纤测温及灭火控制系统、输送带纵向撕裂装置、智能探伤检测装置与智能集中润滑系统设备。光纤测温及灭火控制系统结构如图5所示，感温光纤光缆及时发现火情并联动洒水；纵向撕裂装置持续监测输送带状态，故障时预警或停机；智能探伤装置实现钢绳芯等问题无损检测；智能集中润滑系统可实时监测、多模式控制且能记录注油日志。该系统打破传统局限，实现全方位智能监测控制，能降低安全事故率、优化生产流程、减少成本。

图5 光纤测温及灭火控制系统结构

3.5 输送系统的自动化与无尘化

在自动化方面，变频调速张紧装置增设带式输送机张紧安全保护装置，通过内置张力传感器实时监测输送带受力，结合煤流变化动态调整张紧力，相比传统机械张紧方式响应速度提升60%。液压无源纠偏装置采用纯机械结构，利用输送带跑偏时产生的侧向力驱动液压机构，自动校正输送带运行轨迹，维护成本降低70%。

断带抓捕器采用纯机械式装置检测输送带断裂，1 s内完成上下带面同时抓捕。在无尘化方面，高效清扫装置采用柔性清扫 + 负压吸附的复合技术，粉尘收集效率为98%；配合螺旋落煤装置，颠覆传统直落式设计，减少物料冲击产生的扬尘，结合弧形密闭罩与喷雾降尘系统，在转载点处粉尘抑制率超过95%。

3.6 智能管控平台

基于矿鸿的全过程自适应智能煤流管理平台采用PLC+嵌入式集中控制，利用智能识别、智能检测、人员定位、智能分析等技术，可直观显示煤仓状态、设备状态，具备远程启动功能，支持一键顺煤流启停，多煤仓联动系统依煤位自主决策控制输送带启停，视频AI分析调速实现煤多快转、煤少慢转、无煤不转。

智能管控平台自动采集预警参数、记录报警故障并溯源统计，分析工艺参数生成趋势曲线，支持多数据同步查询与缩放，记录重要操作，分级管理数据，设语音声光报警，产量监测系统能计量、查询并以直方图展示产量，生成报表，实现智慧运营。

3.7 矿鸿赋能

矿鸿网关、矿鸿PLC与矿鸿平台协同，构建全过程自适应煤流系统核心架构，矿鸿网关作为数据枢纽，通过多接口采集设备数据，经边缘计算处理后，实时上传至矿鸿平台；矿鸿PLC适配矿鸿系统内核，凭硬接线与通信模块，精准控制，执行平台下发的调速、清堵等指令；矿鸿平台则作为“大脑中枢”，整合网关上传的数据，进行煤流量预测、设备故障研判，生成自适应控制策略并下发至PLC。三者联动实现煤流全链条智能管控，减少50%人工干预，设备故障响应速度提升60%，智能管控平台架构如图6所示。

图6 智能管控平台架构

04、结 语

基于矿鸿的智能煤流全过程自适应均衡控制系统攻克矿山多系统协同控制难题，打通运输智能化建设“最后一公里”。系统落地实施，实现带式输送机、给煤机、破碎机、煤仓等设备多机协同联动，远程集中控制，运行工况检测及顺/逆煤流启车等功能。矿鸿系统通过“软总线”技术以及统一的MDTP协议等关键技术，将不同厂家的设备互联互通，助力煤矿企业实现智能感知、智能决策、自动执行，逐步完成采煤、运煤、管理的全流程自动化，最终实现无人化。

文章来源：《智能矿山》2026年第1期“学术园地”栏目

第一作者：朱凯，正高级工程师，现任山东海纳智能装备科技股份有限公司董事长，主要从事矿山机电与智能输送成套装备研发、绿色矿山与环保装备创新的相关研究工作。E-mail：k6080157@163.com

作者单位：山东海纳智能装备科技股份有限公司

引用格式：朱凯，张娜娜，王华东，等. 基于矿鸿的智能煤流全过程自适应均衡系统研发[J]. 智能矿山，2026，7（1）：124-129.