我国煤矿机器人研发现状及面临的技术瓶颈

前言

开发煤矿机器人和智能化建设，应在全社会形成共识。但同时，我国煤矿智能化建设刚刚起步，在可靠性、稳定性等方面还存在一定差距。

近年来，国家煤矿安监局大力推进煤矿安全基础建设，鼓励支持煤矿企业与国内外科研单位、机器人制造企业开展合作，以机器人研发应用，引领煤矿机械化、自动化、信息化和智能化建设。相关数据显示，目前，全国有152处煤矿已建成183个智能化采煤工作面，巡检机器人、选矸机器人等11种机器人已在煤矿井下现场应用，喷浆机器人、搬运机器人等19种机器人已立项研发。

煤矿用机器人，资料图

航天科技助力煤矿机器人研发

8月14日，国家煤矿安全监察局与中国航天科技集团有限公司就煤矿智能化和机器人研发应用签订战略合作框架协议。航天科技将助力煤矿安全保障能力提升，防范化解煤矿重大安全风险。

目前，我国煤炭产量由建国之初的3200万吨，增至去年的36.8亿吨；煤矿数量由最多的8万多处，减至目前的5700处以内，产业结构大大优化；煤矿安全事故死亡人数由1994年的最高峰值7016人，减至去年的333人；重特大事故由1997年的最高峰值108起，降到至去年的2起；煤矿百万吨死亡率由1949年22.54，降至去年的0.093，接近世界中等发达国家的水平。

国外研发的煤矿用喷浆机器人，资料图

煤矿机器人研发现状

近年来，煤炭行业先后提出机械化换人、智能化无人等理念。2019年1月，国家煤矿安监局发布《煤矿机器人重点研发目录》，引导煤炭企业、科研机构、制造企业重点研发应用掘进、采煤、运输、安控和救援5类、38种煤矿机器人。

近年来，中国航天科技集团在煤炭领域做了一系列工作，服务于煤矿安全生产。以四川航天电液控制技术有限公司为例，在智能化采煤工作面方面，已实施自动化改造工作面23个。

目前，采煤工作面智能化有了初步发展，但掘进机器人、辅助运输智能化、危险区域打钻机器人、井下重载作业机器人等尚未研制成功，轻质防爆材料、能源动力、智能传感等关键技术尚不成熟。专家建议，利用新材料研发、锂电池技术、高性能传感器等方面的技术优势，进一步强化煤矿智能装备和机器人技术攻关。

露天矿穿孔爆破机器人，资料图

技术瓶颈有待解决

值得注意的是，我国煤矿面临水、火、瓦斯、顶板、煤尘、冲击地压、地温等灾害，特别是随着开采深度和强度不断增加，各种灾害不断加重。以地应力为例，采深每增加100米，地应力一般增加2.5MPa。而煤炭作为传统行业、高危行业，从业人员众多、风险大，亟需由劳动密集型向技术密集型、本质安全型转变。

开发煤矿机器人和智能化建设，应在全社会形成共识。但同时，我国煤矿智能化建设刚刚起步，在可靠性、稳定性等方面还存在一定差距。数据显示，我国目前已建成智能化采煤工作面的煤矿数量仅占正常生产煤矿数量的5.38%，同时还有不少技术瓶颈有待解决。

例如，煤矿井下爆炸性气体环境中轻量化新材料的使用受到严格限制，锂离子电池在井下的充电安全性还得不到有效保障，井下狭长巷道空间内无线通讯的传输距离有限，在井下无GPS信号环境下机器人的导航定位精度不高等。

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文章来源：传感器资讯

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