JP型激光盘煤仪的应用与研究

第1期（总第131期）机械管理开发

2013年2月No.1（SUM No.131）MECHANICAL MANAGEMENT AND DEVELOPMENT Feb.2013

0引言

煤场库存量是煤矿生产任务完成与否的直接体现，也是保障焦化厂稳定生产的重要参数；煤场库存量数据准确与否将影响企业决策者能否正确指导今后的稳定生产。为了掌握煤场库存量，企业每月都组织各相关部门人员对煤场库存量进行盘点。传统的盘点方法是：先用推煤机对煤堆进行整形，再用皮尺对整形后的煤堆进行人工丈量，然后凭经验予以估算，得出近似的盘点库存量，盘点误差往往很大，严重制约了企业的现代化管理。为了科学、准确和客观地掌握煤场库存量，正确指导安全稳定生产，公司购进西安科灵节能环保仪器有限公司的JP 型激光盘煤仪，并投入使用。1JP 型激光盘煤仪特点和用途

传统的盘煤方法不但费时费工、又脏又累，还需要几个部门配合协作，盘点结果往往不够准确，尤其受到天气条件影响时，无法进行盘点。JP 型激光盘煤仪为便携式、智能化快速盘点装置，测量范围宽、精确度高，适用于任何不规则形状煤堆[1]。其工作原理是：利用红外线测量仪器扫描煤堆的各个特征点（俗称“打点”），记录各特征点的的三维空间坐标（x.y.z ），然后输入计算机进行数据处理，计算出煤堆体积，误差0.5%左右，小于1%，并同时绘制出科学、直观的煤堆三维图形。这种盘煤仪由两人配合操作，1h 左右完成盘煤任务。

JP 型激光盘煤仪主要由激光测距仪、电子罗盘、手持电脑(PDA)和一套Windows PM 盘煤软件构成，另配两个可拆装、长寿命的电池组。其功能分别是：

1）激光测距仪——主要功能是测量目标点到观测点的高度、水平距离、倾斜距离和倾斜角。它包括激光量程传感器、流体倾斜传感器、观测目镜和数据输出端口，具有灵敏度高、测量距离远和分辨率高的特点。

2）电子罗盘——主要功能是输出激光测距仪的方向角度和俯仰角度，这样经过转换可以得到目标点相对于观测点的的三维空间坐标（x .y .z ）。用电子罗盘和激光测距仪观测煤堆的外形和轮廓，就可以获得煤堆外形轮廓的三维坐标数据。

3）手持电脑(PDA)——使用WindowsCE 操作系统，上面安装有WindowsCE 版的PM 软件。其主要作用是用户使用手持电脑中的PM 软件可以建立地面观

测网，利用蓝牙功能通过串口收集电子罗盘和激光测距仪的勘测数据，从而描绘煤堆的外形轮廓。

4）Windows PM 软件——可运行于任何使用Win⁃dows 9X/NT/2000操作系统的电脑上。该软件主要负责保存勘测完成的煤堆数据、计算精确的煤堆体积、绘制煤堆的三维立体图形，煤堆形状一目了然，并通过打印机输出结果。

JP 型激光盘煤仪采用先进的激光、电子技术和完善的操作程序，因此，该仪器可以很方便准确地进行煤场、料堆体积的测量，也可广泛应用于公路、铁路施工中土石方开挖量、回填量以及矿山剥离量的测量计算。2JP 型激光盘煤仪的应用2.1煤堆建网和设备连接

使用JP 型激光盘煤仪盘测煤堆前的准备工作是：先在电脑上利用Windows PM 软件建立一个PM 文件，也即根据所盘测煤场的长、宽建一个相当于煤场大小的基准网，同时命名如“1#煤堆”，称之为给煤堆建网。之后煤堆的盘测数据都在这张网上显示，最终煤堆的三维图形也在这张网上。煤堆基准网建好后，将这个PM 文件复制到手持电脑(PDA)上，在PDA 上打开这个PM 文件，点击打开串口连接蓝牙传输功能。下一步选定基准点，点击观测网，进行校对角度。校对角度是非常重要的一步，这一步骤关系到之后所盘测的数据是否在之前所建立的基准网上，并且与现场实物相符。如果校对角度没有通过，盘测的结果误差会很大，煤堆的三维图形也与现场不符。校对角度合格后，就可以进入观测数据界面开始测量。2.2不靠围墙煤堆的盘测

表1测试数据

项目名称汽车车厢体积/m 3

盘测体积/m 3

过磅重量/t 盘测重量/t 精煤堆比重盘煤仪误差率/%

数据29.808×10296.52265

263.610.8890.52实际盘测中，对四周不靠围墙煤堆的盘测速度最快、误差最小。这样的煤堆，不论有多大，盘测人员从四周都能到达且能看到煤堆全部的特征线，不受任何

收稿日期：2012-06-08

作者简介：朱永强（1971-），男，山西文水人，工程师，本科，从事焦化技术管理工作。E-mail ：912393964@.

JP 型激光盘煤仪的应用与研究

朱永强

（太原煤炭气化（集团）有限责任公司生产技术管理部，山西

太原

030024）

摘要：研究JP 型激光盘煤仪的结构特点、工作原理，掌握盘测步骤，结合不同煤场的特点，积极拓展和改进该盘煤

仪的盘测方法，并熟练应用于各种形状煤堆的准确盘测，以至能科学、准确和客观地掌握煤场实际库存量，满足企业对煤炭均衡生产或正常消耗的有效监督和科学管理。关键词：激光盘煤仪；煤场库存量；科学；盘测中图分类号：TN249：TD82-9

文献标识码：A

文章编号：1003-773X （2013）01-0047-02

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的影响；而且盘测数据输入电脑后直接计算出的体积即为煤堆的实际体积，不需要电脑后期处理。在2009年10月10日，曾做过测试，用10辆汽车过磅后的精煤堆成圆锥体，盘测结果见表1。

这次测试，得出JP 型激光盘煤仪的误差率为0.52%＜1%，同时还得到一个精煤堆比重经验值0.889。2.3靠围墙煤堆的盘测

焦化厂的煤场比较规范，而且各煤种分别堆放，但也存在有的煤堆靠围墙的情况。煤矿单位很少有四周不靠围墙的煤场，大部分都是依山而建，有的煤矿修建煤场时把山体挖齐，煤场至少是比较有形的；有的煤矿的煤场则有一个面的煤直接堆在山坡上。面对形形色色的煤堆，在用JP 型激光盘煤仪进行盘测时应分别对待。

1）煤堆一面靠墙对于这样的煤堆，在用JP 型

激光盘煤仪进行盘测时看

不到靠墙煤堆的底边，因此采集不到靠墙煤堆底边的特征线，如果这样计算

煤堆的体积就少了一大块，将产生很大的误差。Windows PM 软件的设计

是当被测体底边特征线没有盘测，在体积计算时，特征线将自动成形，见图1，这样就产生很大误差。

这种情况下,经过反复测算、摸索得出，根据煤堆表面特征线数据，在系统中筛选煤堆靠墙底边特征数据，还原煤堆真实形状，实现JP 型激光盘煤仪操作功能的拓展，见图2、图3

。

图2筛选煤堆底边

图3筛选煤堆底边特征线数据特征线效果图

2）煤堆四面靠墙。对于煤堆两面、三面靠墙的情况，与煤堆一面靠墙一样，筛选特征点即还原煤堆的真实状况，因为知道煤堆的底边坐标。对于煤堆四面靠墙的情况，相当于一堆煤在池子中，筛选底边特征线之前应知道煤堆的深度，这样才能确定煤堆底边的特征线位置，从而还原煤堆真面目。我公司电厂的煤场就属于这种情况，见图4、图5

。

图4煤堆四面靠墙筛图5煤堆四面靠墙还原

选底边特征线底边特征线效果图

3）煤堆一面依山坡。对于这种情况，先用煤堆一面靠墙的方法处理，计算出盘测体积，然后估算出煤堆下面山坡的体积，用计算出的盘测体积减去煤堆下面山坡的体积，即得到煤堆的实际体积数。但误差可能会比前面几种情况下盘测的结果要大，因为这里多了一个山坡体积的因素，而且它的体积是估算的。2.4在同一观测点分别盘测不同的煤堆

实际盘测中，常会遇到相邻的煤堆之间有一个共同的、很有利的观测点，在这个位置分别能观测到两堆煤的很多特征线。按照常规操作，应该测量完成一个煤堆，再开始下一个煤堆。但这样做一是工作效率不高；二是多一次校对角度的操作，产生误差的机会就多一次；三是无意中加大盘测人员劳动强度。

在完全了解盘煤仪工作原理和熟练掌握盘测步骤的基础上，加上实际盘测经验的积累，遇到这样的情况时，我们变通处理而使工作效率大大提高，结果却一样。当在同一观测点测完一堆煤的特征线后，找到下一个辅点位置，然后停止这一堆煤的盘测，将这个煤堆的盘测数据保存，退出这个煤堆，继续在这一观测点打开相邻煤堆文件，校对角度后盘测相邻煤堆的特征线。操作结束后，保存数据、退出相邻煤堆文件，打开刚才的煤堆文件继续按步骤盘测。这样下一步盘测这一相邻煤堆时，盘测人员不必再到这一点采集数据，降

低了盘测人员的劳动强度，提高了工作效率[2]

。3结束语

JP 型激光盘煤仪轻巧便携，性能可靠，省时省力，盘测数据准确、科学和客观，适用于各种不规则形状煤堆的盘测。完全了解盘煤仪工作原理、熟练掌握盘测步骤，积极拓展和改进盘煤仪的盘测方法，及时、准确掌握煤场库存量，满足企业对煤炭均衡生产或正常消耗的有效监督和科学管理。

参考文献

[1]管桦，唐勤.新型便携式激光盘煤仪的开发研究与实用［J ］.热力发电,2003(8):63-64.

[2]

吴曙笛.煤场便携式激光盘煤仪的开发[J].西北电力技术，2000，28（1）：

41-43.

体积计算示意图

Application and Research of Laser disc coal instrument JP

ZHU Yong-qiang

(Taiyuan Coal Gasification (Group)Co.,ltd,Production Technology Management Department,Taiyuan 030024,China)

Abstract ：Study,research the JP laser disk coal structural characteristics of the instrument,the working principle,aster disk measured steps,combined with the characteristics ofthe coal yard,and actively promote and improve coal analyzer in the disk traymeasurement methods,and skillfully used in a variety of shapes coal pileaccurateplate measurement.Can as well as scientific,accurate and objective grasp of the⁃physical inventory of the coal field,to meet the effective upervision of the productionof coal balanced or normal consumption and scientific management.Key words ：laser disc coal instrument;coal field;science;offer the stock

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