在煤礦井下綜采與倉儲環節，斗輪機是承擔原煤轉運、煤倉堆取料的核心設備，其作業效率、物料流向管控直接關系到井下生產的連續性與安全性。煤礦井下存在 “高粉塵、高濕度、強電磁干擾、空間狹窄” 等特殊環境，傳統斗輪機作業依賴人工喊話調度、粉筆標記煤倉，普遍面臨 “煤種混倉、定位偏差、安全隱患” 等痛點。基于本安型超高頻 RFID 技術的數字化改造，可實現 “設備 - 煤流 - 流程” 的全鏈路智能管控。以下是某大型井工煤礦井下煤倉的實際應用案例，其部署的 IP67 防護、本安防爆型 RFID 設備（匹配現場設備特性）完美適配井下嚴苛環境。

一、項目背景：煤礦井下斗輪機作業的痛點與改造需求

該煤礦為年產 1200 萬噸的井工礦井，井下設置 3 個大型原煤倉（單倉容量 5 萬噸），配備 2 臺懸臂式斗輪機負責煤倉的堆料、取料作業，物料需按 “洗選煤、混煤、塊煤” 三類分倉存儲。改造前，井下斗輪機作業長期面臨四大核心痛點：

煤倉混料嚴重：不同煤種的存儲區域僅靠人工在煤倉壁噴涂粉筆標記，井下高濕度環境下標記易模糊，導致煤種混倉率達 18%，后續洗選環節需額外分揀，單批次作業耗時增加 3 小時；

作業調度低效：斗輪機司機與地面調度室依賴有線電話溝通，井下信號衰減嚴重，單次煤倉定位溝通耗時 5-8 分鐘，且因信息誤差，約 10% 的作業存在 “錯堆錯取”，需二次返工；

安全風險突出：井下空間狹窄，斗輪機懸臂轉動時易觸碰巷道支護或人員，此前年均發生 2 起輕微碰撞事故；同時，煤倉料位依賴人工觀測，易出現 “溢倉” 或 “空倉” 導致設備空轉；

數據追溯缺失：原煤的 “采掘工作面 - 斗輪機 - 煤倉” 流轉鏈路無自動化記錄，出現煤質異議時，需人工梳理紙質臺賬，溯源周期長達 48 小時，無法快速定位問題環節。

基于此，煤礦提出 “以本安型 RFID 為核心，實現井下斗輪機作業‘安全可控、煤種精準、數據可溯’” 的改造目標，重點適配井下高粉塵、防爆、電磁干擾的環境要求（匹配現場 IP67 防護、本安型 RFID 設備）。

二、RFID 系統的部署架構與設備選型

針對煤礦井下的特殊性，項目采用 “煤倉標簽 + 本安型讀寫終端 + 井下調度平臺” 的三層防爆架構。

煤倉端：本安型抗金屬 RFID 標簽在每個煤倉的內壁（按煤種分區）預埋 3 個無源本安型抗金屬 RFID 標簽，標簽內置芯片寫入 “煤倉 ID、煤種類型、額定容量、料位閾值” 等信息，可耐受井下高濕度、煤塵覆蓋、機械碰撞等環境。

設備端：防爆型 RFID 讀寫終端如圖中所示，在每臺斗輪機的懸臂頭部安裝 1 臺IP67 防護、本安型超高頻 RFID 讀寫器，讀寫距離可達 5-7 米（適配井下狹窄空間）；同時在斗輪機駕駛室部署隔爆型觸控終端，實時展示標簽讀取數據；此外，在斗輪機的懸臂油缸、回轉機構等關鍵部件粘貼小型本安型 RFID 標簽，寫入設備型號、維保周期等信息。

鏈路端：轉運節點 RFID 讀寫器在井下原煤轉運皮帶的轉載點、采掘工作面出口部署本安型 RFID 讀寫設備，讀取皮帶輸送機的載料標簽，自動關聯 “工作面 ID - 轉運皮帶 - 斗輪機” 的作業任務，實現煤流全鏈路數據串聯。

平臺端：井下防爆調度管理系統對接煤礦現有綜采監控系統，開發本安型 RFID 數據采集模塊，實現 “煤倉料位實時監控、斗輪機任務自動派發、設備狀態動態預警” 的一體化管理。

三、RFID 在井下斗輪機場景的核心應用場景

1. 煤倉精準定位與煤種管控：從 “人工標記” 到 “自動識別”

當井下調度室下發堆料 / 取料任務后，斗輪機司機駕駛設備移動至目標煤倉區域時，懸臂頭部的本安型 RFID 讀寫器會自動掃描煤倉內壁的標簽，并將 “煤倉 ID、煤種類型、剩余容量” 同步至駕駛室隔爆終端。

堆料場景：若司機誤將 “洗選煤” 駛入 “塊煤” 倉區域，系統立即觸發隔爆終端的聲光告警，并顯示正確煤倉的實時坐標（精度 ±0.3m），同時鎖定斗輪機堆料操作權限，直至設備移動至正確區域；

取料場景：讀取煤倉標簽后，系統自動調取該煤倉的 “堆存時間、煤質參數”，并匹配后續運輸需求，指導司機調整取料量，避免超量取料導致煤種混雜。

改造后，斗輪機的煤倉定位時間從 8 分鐘壓縮至 40 秒，煤種混倉率降至 0，單臺設備日均作業量提升 32%。

2. 煤流全鏈路追溯：從 “紙質臺賬” 到 “井下數字鏈”

原煤從采掘工作面產出后，轉運皮帶的 RFID 讀寫器讀取 “工作面 ID 標簽”，系統自動生成 “原煤批次號”，并將 “采掘班組、煤質熱值、產出時間” 同步至井下調度平臺；當斗輪機執行堆料作業時，懸臂讀寫器將 “斗輪機 ID、堆料量、作業時間” 寫入煤倉標簽；取料時，讀取標簽信息并上傳至系統，同步至地面洗選車間。

某次地面洗選車間發現一批原煤矸石含量超標，通過 RFID 系統輸入批次號，僅用 12 分鐘就追溯到：該批次由 2 號斗輪機堆存至 2 號煤倉，對應采掘工作面為 301 綜采面，當班班組為綜采一隊 —— 相比傳統人工溯源的 48 小時，效率提升了 40 倍，快速定位到是工作面截割層位偏差導致的煤質問題，及時調整了采掘參數。

3. 井下作業安全與料位管控：從 “人工巡查” 到 “自動預警”

安全防護：在斗輪機作業半徑的巷道支護處安裝 RFID 電子圍欄標簽，當斗輪機懸臂接近安全邊界（距離≤1m）時，讀寫器讀取標簽并觸發駕駛室的隔爆告警裝置，同時自動限制懸臂轉動速度；此外，在井下作業人員的安全帽內置 RFID 標簽，當人員進入斗輪機作業區域時，系統立即鎖定設備操作權限，避免碰撞事故；

料位管控：煤倉標簽關聯料位傳感器數據，當煤倉料位達到額定容量的 90% 時，系統自動向斗輪機終端推送 “溢倉預警”，停止堆料操作；當料位低于 10% 時，推送 “空倉預警”，提醒司機切換煤倉。

改造后，井下斗輪機作業未發生一起安全事故，煤倉溢倉 / 空倉率從 15% 降至 0，設備空轉時間減少 60%。

4. 斗輪機設備智能維保：從 “經驗維保” 到 “數據維保”

在斗輪機的關鍵部件（如懸臂皮帶滾筒、回轉支承）粘貼小型本安型 RFID 標簽，寫入 “設備型號、出廠日期、維保周期、上次維保時間” 等信息。井下運維人員巡檢時，使用本安型手持 RFID 讀寫器掃描標簽，即可快速調取設備的 “運行時長、振動數據、潤滑記錄”，系統根據預設閾值自動推送維保提醒。

例如，1 號斗輪機的懸臂油缸標簽顯示 “運行時長已達 1500 小時（維保閾值為 1200 小時）”，系統自動生成井下維保工單，運維人員提前更換密封件，避免了油缸泄漏導致的 12 小時停機。改造后，斗輪機故障停機時間從每月 15 小時降至 4 小時，設備維保成本降低 38%。

四、應用成效與行業價值

該煤礦部署 RFID 系統后，實現了井下斗輪機作業的 “安全、效率、成本” 三重提升：

安全維度：消除了斗輪機碰撞、煤倉溢倉等安全隱患，井下作業風險降低 90%；

效率維度：斗輪機作業效率提升 35%，井下煤倉周轉能力從日均 5 萬噸增至 6.75 萬噸；

成本維度：煤種混倉導致的分揀成本降低 85%，設備維保成本減少 38%。

在煤礦井下場景中，本安型 RFID 技術的 “防爆特性、抗惡劣環境、非接觸識別” 優勢，完美適配斗輪機的作業需求 —— 而現場采用的 IP67 防護、本安型讀寫設備（如圖中所示），更是保障了系統在井下高粉塵、強干擾環境下的穩定運行。這一實例證明，RFID 是煤礦井下斗輪機從 “人工操作” 向 “智能管控” 升級的關鍵技術，可廣泛復制到同類井工煤礦的倉儲作業環節。

五、應用產品

晨控智能推出了CK-FR08系列RFID產品，該系列產品具備以下特點：

高度集成化設計：

集天線、放大器、控制器于一體，采用先進的集成芯片技術，實現了設備的小型化與高性能。這種高度集成的設計不僅減少了設備的體積和重量，方便安裝在空間有限的生產設備上，還降低了設備間的連接復雜度，提高了系統的穩定性和可靠性。

便捷安裝與靈活部署：

產品體積小巧，結構緊湊，安裝方式靈活多樣，可通過螺栓固定等方式快速安裝在生產線上的關鍵位置，如拉絲機、捻股機、鍍銅設備的物料進出口處。

標準通訊協議與接口：

遵循標準的工業 MODBUS TCP/IP、ProfiNet、EtherNet/IP等工業通信協議，支持以太網接口。這種標準化的設計使得 RFID 系統能夠與企業現有的生產管理系統（如 MES、ERP）無縫對接，實現數據的實時傳輸與共享。通過以太網接口，讀寫器可以將采集到的 RFID 標簽數據快速上傳至服務器，為生產調度和質量管控提供及時的數據支持。

高防護等級：

防護等級達到IP67，具備卓越的防水、防塵、防油污和防腐蝕性能。即使在鋼簾線生產過程中長時間暴露在惡劣環境下，也能確保設備正常運行，有效延長設備使用壽命，減少設備維護成本。

CK-FR08-A01是一款基于射頻識別技術的高頻RFID標簽讀卡器，讀卡器工作頻率為13.56MHZ，支持對I-CODE 2、I-CODE SLI等符合ISO15693國際標準協議格式標簽的讀取。讀卡器內部集成了射頻部分通信協議，用戶只需通過RS485通信接口接收數據便能完成對標簽的讀取操作，而無需理解復雜的射頻通信協議。

讀卡器自帶Auto-turning自動調諧電路，在不同環境中工作時能自動調節電路參數，使外部環境對讀卡距離的影響降到最小，進一步增強了自身的抗干擾能力, 具有接收靈敏度高、性能穩定、可靠性強等特點。

讀卡器可廣泛應用于物流，倉儲管理，過程控制，機械臂站點控制等領域。