Autrefois, les mineurs de charbon devaient se tenir à côté des convoyeurs à bande bruyants et poussiéreux, triant les stériles du flux de charbon à l'œil nu. Aujourd'hui, tout cela est radicalement transformé par un équipement intelligent intégrant l'intelligence artificielle et la technologie pneumatique haute pression — mis au point par China Coal Technology & Engineering Group Shanghai Co., Ltd., cet équipement fait du « taux de reconnaissance des stériles supérieur à 99 %, un taux d'entraînement de charbon inférieur à 1 %, et une capacité de tri de 400 tonnes de charbon par heure pour une seule unité » une réalité.
Les difficultés du tri manuel des stériles et la rupture
Les stériles sont des roches associées au processus d'extraction et de lavage du charbon. Pendant longtemps, la séparation du charbon et des stériles a été le maillon central entravant l'amélioration de la qualité, de l'efficacité et la protection de l'environnement dans les usines de préparation du charbon. La méthode de tri manuel est longue et laborieuse, et l'environnement bruyant et poussiéreux nuit gravement à la santé des travailleurs. Bien que les méthodes de séparation en milieu dense et par pulsation soient largement répandues, elles sont non seulement complexes et encombrantes, consomment d'énormes quantités d'eau, mais causent également une pollution environnementale. Quant aux équipements de tri des stériles par rayons X en fond de mine, très en vogue ces dernières années, ils restent difficiles à déployer à grande échelle en raison de leur forte radioactivité, de leurs risques de sécurité élevés et de leur coût onéreux.
Pour répondre à ce problème sectoriel, l'équipe de recherche composée de Zhao Minghui, Huang Youhan, Miao Jie, Wu Lei et Liu Xiaofeng de China Coal Technology & Engineering Group Shanghai Co., Ltd., a publié un article dans le numéro 2 de 2026 de la revue « Mine Intelligente », présentant officiellement ce « système intelligent de tri des stériles fusionnant la vision par IA et la technologie de soufflage pneumatique haute pression ».
La vision par IA comme « œil », le contrôle intelligent comme « cerveau », le soufflage pneumatique haute pression comme « main »
Ce système bouleverse la logique traditionnelle de séparation charbon-stériles en construisant une toute nouvelle architecture centrale composée de « 4 dispositifs principaux + 3 systèmes auxiliaires ». Ses principales innovations techniques comprennent :
Au niveau de la reconnaissance : le système utilise des caméras industrielles haute résolution et haute vitesse pour acquérir en continu le flux vidéo des blocs sur la bande transporteuse, extrait des caractéristiques profondes telles que la couleur et la texture à l'aide de réseaux neuronaux convolutifs, puis verrouille précisément la zone cible via un réseau de propositions de régions. Le modèle d'algorithme DT développé en interne effectue une représentation profonde de l'image avec des millions de paramètres, capable de fournir en quelques millisecondes la catégorie et les coordonnées spatiales tridimensionnelles de chaque bloc de charbon ou de stérile. Comparée aux trieuses traditionnelles à rayons X, cette solution purement optique ne nécessite absolument aucune source de rayonnement, éliminant ainsi le risque radiologique à la source et dissipant les préoccupations de sécurité.
Au niveau de l'exécution : le système interconnecte de manière fluide les mécanismes d'exécution rapide avec les algorithmes d'IA, réalisant une réponse en boucle fermée en millisecondes de type « œil-cerveau-main ». Lorsque le système analyse la position précise et la vitesse de déplacement des stériles sur la bande transporteuse, il détermine instantanément le moment optimal de soufflage, puis utilise l'air comprimé comme un « éjecteur dynamique » pour séparer avec précision les stériles par projection, la vitesse de réponse du tri atteignant l'ordre de la milliseconde.
Les résultats d'application réels montrent que : ce système atteint non seulement un taux de reconnaissance précis des stériles > 99 %, mais réussit également à obtenir un taux d'entraînement de charbon dans les stériles < 1 %, répondant pleinement aux exigences d'une production de tri à sec efficace ; comme il est uniquement actionné par air comprimé, la capacité de traitement d'une seule unité peut atteindre 400 t/h, et il peut s'adapter de manière flexible aux besoins de tri de blocs de charbon et de stériles de diverses granulométries allant de 13 à 1000 mm.
Protection de l'environnement et automatisation sans personnel de pair, amélioration de la qualité et de l'efficacité en synergie
L'émergence de ce système n'est pas seulement une itération d'équipement dans le maillon du tri des stériles de charbon, mais aussi un saut technologique majeur dans la transformation verte et intelligente de l'industrie de la préparation du charbon. D'une part, il élimine la consommation industrielle annuelle de dizaines de millions de tonnes d'eau et la pollution environnementale des méthodes de séparation en milieu dense et par pulsation, réduisant considérablement la consommation électrique globale du processus de lavage ; d'autre part, il réalise le « remplacement de l'homme par la machine », réduisant drastiquement les coûts totaux de main-d'œuvre dans plusieurs mines de charbon où il est appliqué, comme celles de Jinneng Holding et de Qitaihe, libérant ainsi efficacement les employés des travaux physiques pénibles et très poussiéreux. Plus important encore, en réduisant considérablement les cas où du charbon fin de haute qualité est jeté comme stérile, il améliore concrètement le taux d'utilisation des précieuses ressources en charbon. Avec l'avancement continu de la construction d'usines de préparation du charbon intelligentes en Chine d'ici la fin du « 15e plan quinquennal », les solutions de tri intelligent à sec non radiologiques, telles que la vision par IA et le soufflage pneumatique, sont vouées à accélérer leur passage d'une « application ponctuelle » à un « déploiement à grande échelle », devenant la force productive centrale pour l'automatisation sans personnel et la sécurité intrinsèque des usines de préparation du charbon.