基于分布式光纤声纹追踪的智能监听诊断系统创新实践

 

塔山煤矿作为国内设计产能最大煤矿之一、全球单井口规模最大的井工矿井，长期面临特厚煤层智能化开采与超长距离输煤系统稳定性的双重挑战。其主井口3.7公里输煤皮带机承担全矿80%原煤运输任务，传统人工巡检存在盲区覆盖不足、故障响应滞后等问题，年停机损失巨大。

安全痛点：托辊故障易引发皮带跑偏、撕裂，威胁井下作业安全；效率瓶颈：人工巡检效率低（单次耗时6小时/公里），无法实现24小时监控；政策要求：响应国家《煤矿智能化建设指南》对主运输系统“无人值守、智能预警”的硬性标准。

北京云智矿安为塔山煤矿定制开发光纤智能监测系统，实现输煤系统全生命周期健康管理：

沿皮带支架敷设特种抗干扰光缆，通过分布式光纤声波传感（DAS）捕捉托辊振动信号（精度达0.1m/s²）； 融合光纤测温技术，实时监测托辊轴承温度变化（±0.5℃精度），构建“振动+温度”双维度健康档案。

自主研发的多源数据融合算法，区分正常磨损、轴承卡死、异物卡阻等6类故障模式，误报率<3%； 基于LSTM神经网络建立托辊预测模型，7天预警潜在故障预警。

联动井下5G智能控制中心，实现自动调速降载（故障段皮带速度降至30%）、声光报警及工单派发至运维人员手机端。

多技术协同：与塔山煤矿既有智能巡检设备、矿山大数据平台无缝对接，形成“地面-井下-云端”三级监控体系；

低功耗设计：光缆无需外部供电，适配煤矿防爆要求，单公里功耗<15W；

模块化部署：支持从单机到全线路分阶段扩展，改造周期缩短至15天。

故障预警率提升：托辊异常识别准确率90%+，较传统人工检测显著提升；

停机时间锐减：年均减少非计划停机105小时，避免3次重大安全事故（如2024年7月成功预警皮带托辊断裂前兆）。

维护成本下降：托辊更换周期从3个月延长至8个月，年节省备件费用百万+；

能耗优化：通过智能调速降低空载能耗，年节约电费十数万。

技术标杆：获中国煤炭工业协会“2024年度智能化创新应用金奖”，成为特厚煤层矿井输煤系统改造范本；

生态协同：与塔山煤矿智能放煤系统、井下机器人巡检体系形成联动，推动全矿智能化率提升至89%。

 塔山煤矿工程师表示： “云智矿安的方案解决了特大型矿井输煤系统的‘不可见、不可控’难题。通过光纤‘听诊’，我们实现了从‘故障后抢修’到‘故障前干预’的跨越，为年产千万吨目标提供了坚实保障。”未来我们还将探索与AI视频分析系统融合，实现托辊缺陷的视觉-声学双重验证——携手云智矿安，筑牢矿山安全生产防线，引领更智能、更安全、更高效的工业运维新未来。

（本案例数据经塔山煤矿及云智矿安联合验证，技术细节引用自双方技术白皮书及验收报告。）