芯耀
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在煤矿井下综采与仓储环节，斗轮机是承担原煤转运、煤仓堆取料的核心设备，其作业效率、物料流向管控直接关系到井下生产的连续性与安全性。煤矿井下存在 “高粉尘、高湿度、强电磁干扰、空间狭窄” 等特殊环境，传统斗轮机作业依赖人工喊话调度、粉笔标记煤仓，普遍面临 “煤种混仓、定位偏差、安全隐患” 等痛点。基于本安型超高频 RFID 技术的数字化改造，可实现 “设备 - 煤流 - 流程” 的全链路智能管控。以下是某大型井工煤矿井下煤仓的实际应用案例，其部署的 IP67 防护、本安防爆型 RFID 设备（匹配现场设备特性）完美适配井下严苛环境。
一、项目背景：煤矿井下斗轮机作业的痛点与改造需求
该煤矿为年产 1200 万吨的井工矿井，井下设置 3 个大型原煤仓（单仓容量 5 万吨），配备 2 台悬臂式斗轮机负责煤仓的堆料、取料作业，物料需按 “洗选煤、混煤、块煤” 三类分仓存储。改造前，井下斗轮机作业长期面临四大核心痛点：
煤仓混料严重：不同煤种的存储区域仅靠人工在煤仓壁喷涂粉笔标记，井下高湿度环境下标记易模糊，导致煤种混仓率达 18%，后续洗选环节需额外分拣，单批次作业耗时增加 3 小时；
作业调度低效：斗轮机司机与地面调度室依赖有线电话沟通，井下信号衰减严重，单次煤仓定位沟通耗时 5-8 分钟，且因信息误差，约 10% 的作业存在 “错堆错取”，需二次返工；
安全风险突出：井下空间狭窄，斗轮机悬臂转动时易触碰巷道支护或人员，此前年均发生 2 起轻微碰撞事故；同时，煤仓料位依赖人工观测，易出现 “溢仓” 或 “空仓” 导致设备空转；
数据追溯缺失：原煤的 “采掘工作面 - 斗轮机 - 煤仓” 流转链路无自动化记录，出现煤质异议时，需人工梳理纸质台账，溯源周期长达 48 小时，无法快速定位问题环节。
基于此，煤矿提出 “以本安型 RFID 为核心，实现井下斗轮机作业‘安全可控、煤种精准、数据可溯’” 的改造目标，重点适配井下高粉尘、防爆、电磁干扰的环境要求（匹配现场 IP67 防护、本安型 RFID 设备）。
二、RFID 系统的部署架构与设备选型
针对煤矿井下的特殊性，项目采用 “煤仓标签 + 本安型读写终端 + 井下调度平台” 的三层防爆架构。
煤仓端：本安型抗金属 RFID 标签在每个煤仓的内壁（按煤种分区）预埋 3 个无源本安型抗金属 RFID 标签，标签内置芯片写入 “煤仓 ID、煤种类型、额定容量、料位阈值” 等信息，可耐受井下高湿度、煤尘覆盖、机械碰撞等环境。
设备端：防爆型 RFID 读写终端如图中所示，在每台斗轮机的悬臂头部安装 1 台IP67 防护、本安型超高频 RFID 读写器，读写距离可达 5-7 米（适配井下狭窄空间）；同时在斗轮机驾驶室部署隔爆型触控终端，实时展示标签读取数据；此外，在斗轮机的悬臂油缸、回转机构等关键部件粘贴小型本安型 RFID 标签，写入设备型号、维保周期等信息。
链路端：转运节点 RFID 读写器在井下原煤转运皮带的转载点、采掘工作面出口部署本安型 RFID 读写设备，读取皮带输送机的载料标签，自动关联 “工作面 ID - 转运皮带 - 斗轮机” 的作业任务，实现煤流全链路数据串联。
平台端：井下防爆调度管理系统对接煤矿现有综采监控系统，开发本安型 RFID 数据采集模块，实现 “煤仓料位实时监控、斗轮机任务自动派发、设备状态动态预警” 的一体化管理。
三、RFID 在井下斗轮机场景的核心应用场景
煤仓精准定位与煤种管控：从 “人工标记” 到 “自动识别”
当井下调度室下发堆料 / 取料任务后，斗轮机司机驾驶设备移动至目标煤仓区域时，悬臂头部的本安型 RFID 读写器会自动扫描煤仓内壁的标签，并将 “煤仓 ID、煤种类型、剩余容量” 同步至驾驶室隔爆终端。
堆料场景：若司机误将 “洗选煤” 驶入 “块煤” 仓区域，系统立即触发隔爆终端的声光告警，并显示正确煤仓的实时坐标（精度 ±0.3m），同时锁定斗轮机堆料操作权限，直至设备移动至正确区域；
取料场景：读取煤仓标签后，系统自动调取该煤仓的 “堆存时间、煤质参数”，并匹配后续运输需求，指导司机调整取料量，避免超量取料导致煤种混杂。
改造后，斗轮机的煤仓定位时间从 8 分钟压缩至 40 秒，煤种混仓率降至 0，单台设备日均作业量提升 32%。
煤流全链路追溯：从 “纸质台账” 到 “井下数字链”
原煤从采掘工作面产出后，转运皮带的 RFID 读写器读取 “工作面 ID 标签”，系统自动生成 “原煤批次号”，并将 “采掘班组、煤质热值、产出时间” 同步至井下调度平台；当斗轮机执行堆料作业时，悬臂读写器将 “斗轮机 ID、堆料量、作业时间” 写入煤仓标签；取料时，读取标签信息并上传至系统，同步至地面洗选车间。
某次地面洗选车间发现一批原煤矸石含量超标，通过 RFID 系统输入批次号，仅用 12 分钟就追溯到：该批次由 2 号斗轮机堆存至 2 号煤仓，对应采掘工作面为 301 综采面，当班班组为综采一队 —— 相比传统人工溯源的 48 小时，效率提升了 40 倍，快速定位到是工作面截割层位偏差导致的煤质问题，及时调整了采掘参数。
井下作业安全与料位管控：从 “人工巡查” 到 “自动预警”
安全防护：在斗轮机作业半径的巷道支护处安装 RFID 电子围栏标签，当斗轮机悬臂接近安全边界（距离≤1m）时，读写器读取标签并触发驾驶室的隔爆告警装置，同时自动限制悬臂转动速度；此外，在井下作业人员的安全帽内置 RFID 标签，当人员进入斗轮机作业区域时，系统立即锁定设备操作权限，避免碰撞事故；
料位管控：煤仓标签关联料位传感器数据，当煤仓料位达到额定容量的 90% 时，系统自动向斗轮机终端推送 “溢仓预警”，停止堆料操作；当料位低于 10% 时，推送 “空仓预警”，提醒司机切换煤仓。
改造后，井下斗轮机作业未发生一起安全事故，煤仓溢仓 / 空仓率从 15% 降至 0，设备空转时间减少 60%。
斗轮机设备智能维保：从 “经验维保” 到 “数据维保”
在斗轮机的关键部件（如悬臂皮带滚筒、回转支承）粘贴小型本安型 RFID 标签，写入 “设备型号、出厂日期、维保周期、上次维保时间” 等信息。井下运维人员巡检时，使用本安型手持 RFID 读写器扫描标签，即可快速调取设备的 “运行时长、振动数据、润滑记录”，系统根据预设阈值自动推送维保提醒。
例如，1 号斗轮机的悬臂油缸标签显示 “运行时长已达 1500 小时（维保阈值为 1200 小时）”，系统自动生成井下维保工单，运维人员提前更换密封件，避免了油缸泄漏导致的 12 小时停机。改造后，斗轮机故障停机时间从每月 15 小时降至 4 小时，设备维保成本降低 38%。
四、应用成效与行业价值
该煤矿部署 RFID 系统后，实现了井下斗轮机作业的 “安全、效率、成本” 三重提升：
安全维度：消除了斗轮机碰撞、煤仓溢仓等安全隐患，井下作业风险降低 90%；
效率维度：斗轮机作业效率提升 35%，井下煤仓周转能力从日均 5 万吨增至 6.75 万吨；
成本维度：煤种混仓导致的分拣成本降低 85%，设备维保成本减少 38%。
在煤矿井下场景中，本安型 RFID 技术的 “防爆特性、抗恶劣环境、非接触识别” 优势，完美适配斗轮机的作业需求 —— 而现场采用的 IP67 防护、本安型读写设备（如图中所示），更是保障了系统在井下高粉尘、强干扰环境下的稳定运行。这一实例证明，RFID 是煤矿井下斗轮机从 “人工操作” 向 “智能管控” 升级的关键技术，可广泛复制到同类井工煤矿的仓储作业环节。
五、应用产品
晨控智能推出了CK-FR08系列RFID产品，该系列产品具备以下特点：
高度集成化设计：
集天线、放大器、控制器于一体，采用先进的集成芯片技术，实现了设备的小型化与高性能。这种高度集成的设计不仅减少了设备的体积和重量，方便安装在空间有限的生产设备上，还降低了设备间的连接复杂度，提高了系统的稳定性和可靠性。
便捷安装与灵活部署：
产品体积小巧，结构紧凑，安装方式灵活多样，可通过螺栓固定等方式快速安装在生产线上的关键位置，如拉丝机、捻股机、镀铜设备的物料进出口处。
标准通讯协议与接口：
遵循标准的工业 MODBUS TCP/IP、ProfiNet、EtherNet/IP等工业通信协议，支持以太网接口。这种标准化的设计使得 RFID 系统能够与企业现有的生产管理系统（如 MES、ERP）无缝对接，实现数据的实时传输与共享。通过以太网接口，读写器可以将采集到的 RFID 标签数据快速上传至服务器，为生产调度和质量管控提供及时的数据支持。
高防护等级：
防护等级达到IP67，具备卓越的防水、防尘、防油污和防腐蚀性能。即使在钢帘线生产过程中长时间暴露在恶劣环境下，也能确保设备正常运行，有效延长设备使用寿命，减少设备维护成本。
CK-FR08-A01是一款基于射频识别技术的高频RFID标签读卡器，读卡器工作频率为13.56MHZ，支持对I-CODE 2、I-CODE SLI等符合ISO15693国际标准协议格式标签的读取。读卡器内部集成了射频部分通信协议，用户只需通过RS485通信接口接收数据便能完成对标签的读取操作，而无需理解复杂的射频通信协议。
读卡器自带Auto-turning自动调谐电路，在不同环境中工作时能自动调节电路参数，使外部环境对读卡距离的影响降到最小，进一步增强了自身的抗干扰能力, 具有接收灵敏度高、性能稳定、可靠性强等特点。
读卡器可广泛应用于物流，仓储管理，过程控制，机械臂站点控制等领域。
