一、技术背景与行业需求
1.1 煤矿瓦斯治理的重要性
瓦斯事故是煤矿最严重的安全威胁之一，事故占比超过30%。传统人工巡检的主要问题包括：
- 检测频次不足：通常每班2-3次，无法连续监测；
- 数据准确性差：受人员因素影响，可靠性难保证；
- 安全隐患大：需进入可能存在瓦斯积聚的危险区域；
- 效率低：记录与报表耗时耗力且易错。
1.2 政策支持与行业导向
国家矿山安监局2024年7月8日发文支持智能瓦检系统替代人工巡检应用试点；陕西省等地方政策推进“机械化换人、自动化减人”。政策为瓦斯巡检机器人系统推广提供有力支持。
二、系统概述与技术特点
2.1 系统基本概念
矿用导轨式瓦斯巡检机器人可替代人工完成瓦斯检查、数据显示、记录保存、报表生成等工作。由检测、显示、通讯、电源四大模块组成，实现环境参数连续监测与智能分析。
2.2 技术特点与优势
2.2.1 高精度检测能力
- 甲烷：0-100%，分辨率0.01%（0-10%区间）
- 二氧化碳：0-5%，分辨率0.01%
- 一氧化碳：0-500ppm，分辨率1ppm
- 温度：±0.1℃；湿度：±0.1%
2.2.2 多参数同步监测
同时监测CH₄、CO₂、CO、O₂、温度、湿度、烟雾、压差等8类参数。
2.2.3 灵活巡检周期
巡检周期2秒至数小时可调，远高于人工频次。
2.2.4 实时传输与存储
实时上云+断链本地存储与补传的双重保障，确保数据完整。
三、系统组成与核心技术
3.1 检测模块（ZKGD6多参数传感器）
- 免校验设计：激光甲烷、红外CO₂降低维护量；
- 快速响应：CH₄≤30s，CO₂≤25s，CO≤35s；
- 高可靠：安标认证，适应井下环境；
- 模块化：安装维护便捷，参数灵活配置。
3.2 显示模块（P2.5本安LED，PH18）
- 高清真彩，3-50m可视；超低功耗；
- 集成WiFi/广播，支持扩展综合信息系统；
- 薄型轻量，耐用抗环境。
3.3 通讯模块（KJJ18光端机）
- 2光4电，多接口+WiFi；可扩展无线中继；
- 兼容5G升级，工业级稳定运行。
3.4 电源模块（KDW1140/18B）
- 3路18V/1A本安输出；AC127V宽输入；
- 隔爆兼本安，过压/过流/短路保护。
四、安装部署与实施方案
4.1 安装环境要求
- 温度：0-40℃；湿度：≤95%（25℃）；
- 防爆：甲烷与煤尘爆炸性环境；
- 抗振：无显著振动/冲击；防护：IP54以上。
4.2 安装位置规划
- 采煤工作面：安装于超前支护顶梁，随面推进；
- 掘进工作面：掘进头后10-15m监测瓦斯涌出；
- 机电硐室/变电所：入口与关键设备附近；
- 主要巷道：顶板下300mm，距巷帮≥200mm。
4.3 实施流程
现场勘察与方案设计→轨道铺设/设备安装/线路连接→参数设置与联调→验收与培训。
系统部署形态示意
五、应用效果与效益分析
5.1 安全效益
- 风险防控：连续监测、精准预警、快速响应、替代进出危险区；
- 管理提升：数据标准化、过程可追溯、数据驱动科学决策。
5.2 经济效益
- 直接节约：替代2-3名瓦检员，年降成本20-30万元；减少传统设备投入与维护；降低培训成本。
- 间接收益：提高生产效率，降低事故与停产损失，优化人力资源配置。
5.3 管理效益
- 流程优化：检测-记录-报表全自动；标准化操作；
- 监管增效：实时监控、远程指导、自动分析报告。
六、技术创新与竞争优势
6.1 技术创新点
- 检测技术：免校验激光甲烷与红外CO₂，高精度与稳定性；
- 多传感器融合：环境参数全面感知；
- 智能算法：AI驱动数据分析与预警。
6.2 竞争优势
- 技术：软硬件一体化完整方案，成熟可靠与持续创新；
- 服务：专业团队、本地化响应、全周期服务。
七、推广应用前景与发展趋势
7.1 市场前景
政策驱动、需求旺盛、技术成熟，具备规模化推广条件。
7.2 发展趋势
- 技术：更智能、更集成、更微型；
- 应用：从试点到全面推广，标准统一，服务延伸。
7.3 推广建议
- 分步实施：试点先行→逐步推广→全面覆盖；
- 政策支持：资金、标准制定与示范推广。
结语
矿用导轨式瓦斯巡检机器人系统实现瓦斯检测自动化、智能化与精准化，显著提升煤矿安全与管理水平，具备显著经济与社会效益。在国家智能化建设与政策持续推动下，该技术将广泛落地。中矿天智将持续创新、完善产品与服务，为煤矿企业提供更优质的智能化解决方案。
