淺述煤礦機器人的現(xiàn)狀與前景

蔣彥波

摘 要 隨著煤礦行業(yè)的發(fā)展，煤礦機器人起著至關(guān)重要的作用。不僅僅是經(jīng)營和管理還有日常的生產(chǎn)、修護(hù)甚至是遇到安全事故，它都是不可替代的。為了充分利用煤礦機器人的特點和優(yōu)勢，將從國內(nèi)外現(xiàn)有的技術(shù)經(jīng)驗開始分析，討論煤礦機器人在研發(fā)和使用過程中遇到的困境，最后對如何發(fā)展煤礦機器人實現(xiàn)煤礦業(yè)的智能化引發(fā)思考和討論，為后期的技術(shù)開發(fā)給予參考意見。

關(guān)鍵詞 煤礦智能化;續(xù)航能力;科研情況;技術(shù)發(fā)展

引言

據(jù)統(tǒng)計，我國的能源生產(chǎn)中消費比重大的是煤炭資源，但是我國的開采的條件比較艱難，開采技術(shù)卻十分有限，絕大多數(shù)企業(yè)都是煤礦工人作業(yè)。專業(yè)人員都知道在礦井的深處瓦斯?jié)舛群芨?，在這種惡劣的條件下作業(yè)，是非常容易造成生命危險[1]。一旦發(fā)生事故，損失不可估量。我國的有關(guān)政府部門已經(jīng)決定利用資金、技術(shù)、人才使其實現(xiàn)現(xiàn)代化，從而保證煤炭資源的有效供給，讓產(chǎn)業(yè)順利、安全發(fā)展。

1國內(nèi)外煤礦機器人情況分析

國外煤礦機器人的情況分析。早在20世紀(jì)后期，美國就利用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)對煤礦機器人做了深入研究，研制并開發(fā)出了多種應(yīng)用在煤礦業(yè)生產(chǎn)的機器人。例如在煤礦業(yè)的事故救援中起重要作用的防爆機器人。它可以搜集各種關(guān)于事故區(qū)域環(huán)境的有效信息，如氣體濃度、濕度等，給后期的救援帶來便利。甚至安裝了定位導(dǎo)航系統(tǒng)，進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，大大降低了救援難度。國內(nèi)煤礦機器人的情況分析。相比較歐美國家，我國的煤礦機器人出現(xiàn)得很晚。在我國的政策扶持下，專家和學(xué)者們開始研發(fā)了采煤類、鑿巖類等各種各樣的煤礦機器人，并且有些機器人成功被有效利用。我國研制的首臺防爆機器人是-CUMT-1，它在煤炭防爆基礎(chǔ)上，吸取了國內(nèi)外的經(jīng)驗，結(jié)合了煤礦的救援條件，經(jīng)過專家學(xué)者的精心研制，它內(nèi)設(shè)傳感器、攝像、測量溫度等設(shè)備[2]。當(dāng)防爆機器人在事故區(qū)，它可以搜集并傳出圖片，使救援者可以分析并詳細(xì)掌握爆炸的氣體狀況。除此之外，它還可以利用語音進(jìn)行雙向溝通，滿足下井工作的多種要求。

2當(dāng)前煤礦機器人所遇到的困境

如何讓煤礦機器人與煤礦業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展相適應(yīng)，無疑是提高它的實用度。增強煤礦機器人的實用性，需要根據(jù)所處的工作環(huán)境和其性能進(jìn)行分析，對煤礦機器人在生產(chǎn)、利用時得到有效的調(diào)整。如果有效地解決上述問題，煤礦機器人才能提高實用性，煤礦業(yè)也隨之發(fā)展。

（1）續(xù)航能力不足。為了保持能源的有效供應(yīng)，可以通過有線的供電方法解決低功率煤礦機器人的續(xù)航能力不足的問題。具體問題具體分析，如果是防爆機器人的設(shè)備，它具有復(fù)制的工作地點，就可以選擇電池來供電，既不會遇到電路受限的情況，又加長了工作的半徑。可是，防爆的結(jié)構(gòu)具有大重量的弊端，一定程度上限制了防爆機器人的工作，針對這樣問題，有專家學(xué)者采用加大電池的容量，但是也同時增大了它的體重，這就是一個非良性的循環(huán)[3]。所以，眾多的科研團隊都在思考：怎樣有效地解決續(xù)航能力不足的問題。

（2）導(dǎo)航的技術(shù)有限。對于煤礦機器人而言，有一項至關(guān)重要的技術(shù)就是導(dǎo)航。它的作用是為了搜集機器人的位置、方向、環(huán)境等重要信息。利用各種數(shù)據(jù)來設(shè)計并指揮機器人的走向。當(dāng)前，機器人的定位越來越精準(zhǔn)、細(xì)致，可是煤礦環(huán)境十分復(fù)雜，要想路線得到準(zhǔn)確規(guī)劃、避開障礙等，仍要做出很多的努力。

（3）解決可靠性。煤礦資源的環(huán)境具有復(fù)雜性，煤礦機器人容易遇到各種故障，導(dǎo)致其不能正常工作。在研發(fā)煤礦機器人時，首先要提高可靠性，才能讓煤礦機器人穩(wěn)定、持續(xù)工作。機器人不僅要擁有防爆、適應(yīng)的能力，更要有穩(wěn)定的可控性，才有利于工作人員對設(shè)備的把控，提高機器人的工作效率。

3如何發(fā)展煤礦機器人

經(jīng)過探討與分析，已經(jīng)熟悉了國內(nèi)外的煤礦機器人現(xiàn)有的研發(fā)狀況，以問題為導(dǎo)向，結(jié)合煤礦業(yè)的生產(chǎn)、救援的要求，堅持科學(xué)化、實用性的原則，思考應(yīng)該如何發(fā)展煤礦機器人，同時，要明晰重點，讓煤礦機器人被生產(chǎn)發(fā)展有效利用。

（1）實現(xiàn)煤礦業(yè)的智能化。讓人工智能運用在煤礦業(yè)，井下的噪音被去除、各種信號就可以得到有效識別，機器與機器之間、人與機器之間的通信就可以得到正常運行。

（2）實現(xiàn)機器人的標(biāo)準(zhǔn)化。一旦煤礦機器人成為一種智能化產(chǎn)品，就要考慮它的實際效用。為了使煤礦機器人順利并有效地利用，首先要實現(xiàn)配件的標(biāo)準(zhǔn)化。從而提高它的可開發(fā)性，促進(jìn)它的更新發(fā)展[4]。就研究者來說，標(biāo)準(zhǔn)化有利于他們對潛在風(fēng)險和科研經(jīng)費進(jìn)行把控。

（3）實現(xiàn)通信系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。由于煤礦的生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，科研人員要把通信作為研發(fā)的第一點，不僅要確保數(shù)據(jù)及時又準(zhǔn)確，而且要滿足遠(yuǎn)程的操控，只有這樣才能確保工作人員安全工作。

4結(jié)束語

當(dāng)前，我國制造業(yè)的情況是市場廣闊、規(guī)模較大、門類齊全，但是需求比較小。我國的勞動力成本不斷降低，普遍的環(huán)境差、工作強度高的工作情況，工業(yè)類的機器人也是市場上日益急需的商品[5]。面對如此大的市場源，我國國內(nèi)生產(chǎn)機器人的能力也逐漸提高。我國現(xiàn)有較好的生產(chǎn)條件，該產(chǎn)業(yè)的發(fā)展已經(jīng)擁有了一個飛速發(fā)展的機遇。從煤炭資源的角度來看，它在中國經(jīng)濟發(fā)展有著十分重要的作用，開采煤炭資源也日趨機器化、智能化，所以煤礦業(yè)的智能化發(fā)展前景還是非?？捎^的。相信在不久的將來，有越來越多的煤礦機器人代替辛苦勞作的下井工人。在那個時候，我國的煤礦業(yè)也將把危險系數(shù)、生產(chǎn)成本降到最低，隨之提升的就是生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

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[3] 李允旺，葛世榮，朱華.煤礦救災(zāi)機器人應(yīng)用探討[J].煤礦機械，2009，30（1）：164-167.

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[5] 蓋克榮，楊錦忠.機器人在煤礦行業(yè)的應(yīng)用分析及開發(fā)策略[J].北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2018，（2）：9-11.