Раньше шахтерам приходилось стоять у шумных, запыленных конвейерных лент и вручную, полагаясь на зрение, выбирать пустую породу из потока угля. Сегодня эта работа кардинально меняется благодаря интеллектуальному оборудованию, объединяющему технологии искусственного интеллекта и высоконапорной пневматики. Разработанный компанией China Coal Technology & Engineering Group Shanghai Co., Ltd. комплекс делает реальностью показатели: «точность распознавания пустой породы превышает 99%, содержание угля в отходах — менее 1%, производительность одной установки — 400 тонн угля в час».
Трудности ручной выборки породы и их преодоление
Пустая порода — это сопутствующая горная порода, образующаяся при добыче и обогащении угля. Долгое время отделение угля от породы было ключевым узким местом, сдерживающим повышение качества и эффективности, а также экологичность работы обогатительных фабрик. Ручная выборка трудоемка и требует много времени, а тяжелые условия — шум и запыленность — наносят серьезный вред здоровью рабочих. Тяжелосредная сепарация и отсадка, хотя и широко распространены, являются сложными, громоздкими процессами, потребляющими огромное количество воды и загрязняющими окружающую среду. А активно обсуждаемые в последние годы подземные рентгеновские сепараторы породы так и не получили широкого распространения из-за сильного излучения, высоких рисков для безопасности и дороговизны.
Ориентируясь на эту отраслевую проблему, исследовательская группа в составе Чжао Минхуэя, Хуан Юханя, Мяо Цзе, У Лэя и Лю Сяофэна из China Coal Technology & Engineering Group Shanghai Co., Ltd. опубликовала в журнале «Интеллектуальная шахта» (№2 за 2026 год) статью, в которой официально представила данную «Интеллектуальную систему сепарации пустой породы, объединяющую технологии технического зрения ИИ и высоконапорной пневматической сдувки».
Техническое зрение ИИ как «глаза», интеллектуальное управление как «мозг», высоконапорная пневматическая сдувка как «рука»
Эта система переворачивает традиционную логику разделения угля и породы, выстраивая совершенно новую базовую архитектуру из «4 основных устройств + 3 вспомогательных систем». Ее ключевые технические инновации включают:
На уровне распознавания: система использует высокоскоростные промышленные камеры высокого разрешения для непрерывного сбора видеопотока кусков на конвейерной ленте, применяет сверточные нейронные сети для извлечения глубинных признаков, таких как цвет и текстура, а затем сеть-кандидат регионов точно определяет целевую область. Собственная модель алгоритма DT с миллионами параметров выполняет глубинное представление изображения и за миллисекунды выдает класс и трехмерные пространственные координаты каждого куска угля или породы. В отличие от традиционных рентгеновских сепараторов, это чисто оптическое решение полностью исключает источник излучения, в корне устраняя радиационные риски и снимая вопросы безопасности.
На уровне исполнения: система объединяет быстродействующие исполнительные механизмы с алгоритмами ИИ, реализуя замкнутый цикл реагирования «глаз-мозг-рука» за миллисекунды. Проанализировав конкретное положение и скорость движения куска породы на конвейерной ленте, система мгновенно определяет оптимальный момент для сдувки, после чего сжатый воздух, действуя как «пневматическая катапульта», точно выбрасывает породу, обеспечивая скорость срабатывания сепарации на уровне миллисекунд.
Результаты практического применения показывают: система не только обеспечивает точность распознавания угля и породы >99%, но и успешно достигает содержания угля в отделенной породе <1%, полностью удовлетворяя требованиям высокоэффективного сухого обогащения. Поскольку привод осуществляется только сжатым воздухом, производительность одной установки может достигать 400 т/ч, что позволяет гибко адаптироваться к потребностям сепарации кускового угля и породы различных фракций от 13 до 1000 мм.
Экологичность и безлюдность параллельно, повышение качества и эффективности совместно
Появление этой системы — не просто обновление оборудования в звене выборки породы на угольных шахтах, а крупный технологический скачок в «зеленой» и интеллектуальной трансформации всей углеобогатительной промышленности. С одной стороны, она устраняет ежегодный многомиллионный промышленный расход воды и загрязнение окружающей среды, присущие тяжелосредной сепарации и отсадке, значительно снижая общее энергопотребление на этапе обогащения. С другой стороны, она реализует «замену человека машиной»: на ряде угольных шахт, таких как Jinneng Holding и в районе Цитайхэ, где система уже применяется, общие затраты на оплату труда резко сократились, а работники эффективно высвобождены из тяжелого физического труда в условиях высокой запыленности. Что еще более важно, значительно сокращая потери высококачественного концентрата, который ранее выбрасывался вместе с породой, система реально повышает коэффициент использования ценных угольных ресурсов. По мере того как к концу 15-й пятилетки в Китае продолжается строительство интеллектуальных обогатительных фабрик, нерадиационные интеллектуальные решения для сухой сепарации, такие как техническое зрение ИИ и пневматическая сдувка, неизбежно ускорят переход от «точечного применения» к «масштабному внедрению», становясь основной производительной силой, обеспечивающей безлюдность и глубинную безопасность обогатительных фабрик.