一、引言

煤炭作为我国能源结构的重要组成部分，其开采与运输环节的高效、环保至关重要。火车装煤作为煤炭运输的关键一环，其作业效率与精准度直接影响煤炭产业的竞争力。然而，传统装煤作业存在人工依赖度高、作业效率低、资源浪费等问题。因此，研发煤矿智能装车系统，实现装煤作业的智能化升级，成为煤炭产业转型升级的迫切需求。

二、关键技术
AI算法与车厢识别

AI算法通过图像识别与数据分析，自动识别火车车厢信息，包括车型、车号、载重、自重、容积等，为后续的智能装车提供数据支持。同时，系统可根据不同物料特性，实现车厢的灵活划分与编组。
AI视觉技术与预检

利用AI视觉技术，对车厢进行全方位预检，检测车厢是否破损，厢底是否有杂物或留煤，确保装车前车厢状态良好，避免安全隐患与物料浪费。
激光雷达与车辆定位

激光雷达技术用于精确测量车辆的长、宽、高，判断车辆位置是否在允许装车的范围内，防止溢料与漏料，保障作业现场的安全与整洁。
轨道衡与重量计量

轨道衡在空车阶段进行精准计量，保存每节车厢皮重，为后续计算净重提供数据基础。装车完成后，系统实时读取轨道衡数据，对每节车厢进行重车称重，精确计算并保存净重。
三、流程优化

进入装车道
火车在调度系统的指引下，缓缓驶入指定的装车道。
系统通过AI视觉技术与激光雷达，实时监测火车的行驶状态与位置，确保火车安全、准确地停靠在装车位置。
定位检测
激光雷达对火车车厢进行精确测量，包括车厢的长、宽、高以及车厢之间的间距。
系统根据测量结果，自动调整装车设备的位置与角度，确保放料口与车厢口精准对接。
放料控制
系统根据预设的装车参数与车厢信息，自动调节给煤机的给煤量与放料速度。
通过实时监测料位高度与放料速度，系统确保煤炭均匀、稳定地装入车厢，避免溢料与漏料。
轨道衡计量
在火车装车前，轨道衡对空车进行精准计量，记录每节车厢的皮重。
装车完成后，系统再次读取轨道衡数据，计算每节车厢的净重，并生成详细的装车报告。
平煤
系统联动平煤机，对装车后的煤炭表面进行平整处理。
激光雷达实时监测平煤效果，确保煤炭表面平整、无堆煤或留坑现象。
防冻液喷洒
在寒冷季节，系统根据环境温度与煤炭特性，智能决策是否需要喷洒防冻液。
若需喷洒，系统控制防冻液喷洒装置，对煤炭表面进行均匀喷洒，确保防冻效果。
喷洒过程中，系统持续监控防冻液用量与喷洒效果，确保防冻液的有效利用与环境保护。
四、应用效果

某大型煤矿传统的火车装车作业依赖大量人工操作，不仅效率低下，而且存在安全隐患。随着煤炭产量的不断增加，传统装车方式已无法满足生产需求，同时煤炭损耗和运营成本也居高不下。该煤矿引入了煤矿智能装车系统，通过集成AI算法、AI视觉技术、激光雷达和轨道衡等先进技术，对火车装车流程进行了全面优化。系统能够自动完成火车的定位检测、放料控制、轨道衡计量以及平煤和防冻液喷洒等关键环节，实现了装车作业的自动化与智能化。
五、结论

煤矿智能装车系统的研发与应用，结合优化的火车装车流程，实现了装煤作业的自动化、智能化与精准化。通过集成先进技术，系统显著提升了作业效率，降低了运营成本，同时促进了环保与可持续发展。未来，随着技术的不断进步与应用的深入，煤矿智能装车系统将为煤炭产业的转型升级与可持续发展注入强劲动力。