淺述煤礦機器人的現狀與前景

蔣彥波

摘 要 隨著煤礦行業的發展，煤礦機器人起著至關重要的作用。不僅僅是經營和管理還有日常的生產、修護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勢，將從國內外現有的技術經驗開始分析，討論煤礦機器人在研發和使用過程中遇到的困境，最后對如何發展煤礦機器人實現煤礦業的智能化引發思考和討論，為后期的技術開發給予參考意見。

關鍵詞 煤礦智能化;續航能力;科研情況;技術發展

引言

據統計，我國的能源生產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，開采技術卻十分有限，絕大多數企業都是煤礦工人作業。專業人員都知道在礦井的深處瓦斯濃度很高，在這種惡劣的條件下作業，是非常容易造成生命危險[1]。一旦發生事故，損失不可估量。我國的有關政府部門已經決定利用資金、技術、人才使其實現現代化，從而保證煤炭資源的有效供給，讓產業順利、安全發展。

1國內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世紀后期，美國就利用先進的科學技術對煤礦機器人做了深入研究，研制并開發出了多種應用在煤礦業生產的機器人。例如在煤礦業的事故救援中起重要作用的防爆機器人。它可以搜集各種關于事故區域環境的有效信息，如氣體濃度、濕度等，給后期的救援帶來便利。甚至安裝了定位導航系統，進行遠程操控，大大降低了救援難度。國內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得很晚。在我國的政策扶持下，專家和學者們開始研發了采煤類、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，它在煤炭防爆基礎上，吸取了國內外的經驗，結合了煤礦的救援條件，經過專家學者的精心研制，它內設傳感器、攝像、測量溫度等設備[2]。當防爆機器人在事故區，它可以搜集并傳出圖片，使救援者可以分析并詳細掌握爆炸的氣體狀況。除此之外，它還可以利用語音進行雙向溝通，滿足下井工作的多種要求。

2當前煤礦機器人所遇到的困境

如何讓煤礦機器人與煤礦業的生產發展相適應，無疑是提高它的實用度。增強煤礦機器人的實用性，需要根據所處的工作環境和其性能進行分析，對煤礦機器人在生產、利用時得到有效的調整。如果有效地解決上述問題，煤礦機器人才能提高實用性，煤礦業也隨之發展。

（1）續航能力不足。為了保持能源的有效供應，可以通過有線的供電方法解決低功率煤礦機器人的續航能力不足的問題。具體問題具體分析，如果是防爆機器人的設備，它具有復制的工作地點，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，防爆的結構具有大重量的弊端，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[3]。所以，眾多的科研團隊都在思考：怎樣有效地解決續航能力不足的問題。

（2）導航的技術有限。對于煤礦機器人而言，有一項至關重要的技術就是導航。它的作用是為了搜集機器人的位置、方向、環境等重要信息。利用各種數據來設計并指揮機器人的走向。當前，機器人的定位越來越精準、細致，可是煤礦環境十分復雜，要想路線得到準確規劃、避開障礙等，仍要做出很多的努力。

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

3如何發展煤礦機器人

經過探討與分析，已經熟悉了國內外的煤礦機器人現有的研發狀況，以問題為導向，結合煤礦業的生產、救援的要求，堅持科學化、實用性的原則，思考應該如何發展煤礦機器人，同時，要明晰重點，讓煤礦機器人被生產發展有效利用。

（1）實現煤礦業的智能化。讓人工智能運用在煤礦業，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）實現機器人的標準化。一旦煤礦機器人成為一種智能化產品，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，首先要實現配件的標準化。從而提高它的可開發性，促進它的更新發展[4]。就研究者來說，標準化有利于他們對潛在風險和科研經費進行把控。

（3）實現通信系統的網絡化發展。由于煤礦的生產環境復雜，科研人員要把通信作為研發的第一點，不僅要確保數據及時又準確，而且要滿足遠程的操控，只有這樣才能確保工作人員安全工作。

4結束語

當前，我國制造業的情況是市場廣闊、規模較大、門類齊全，但是需求比較小。我國的勞動力成本不斷降低，普遍的環境差、工作強度高的工作情況，工業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，我國國內生產機器人的能力也逐漸提高。我國現有較好的生產條件，該產業的發展已經擁有了一個飛速發展的機遇。從煤炭資源的角度來看，它在中國經濟發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，所以煤礦業的智能化發展前景還是非常可觀的。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，我國的煤礦業也將把危險系數、生產成本降到最低，隨之提升的就是生產效率。

參考文獻

[1] 劉根民.煤礦機器人的現狀與發展[J].裝備機械，2019，（1）：71-73.

[2] 錢善華，葛世榮，王永勝，等.救災機器人的研究現狀與煤礦救災的應用[J].機器人，2006，28（3）：350-354.

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

[4] 吳學琴.無線傳感網定位技術及其在煤礦中的應用研究[D].淮南：安徽理工大學，2013.

[5] 蓋克榮，楊錦忠.機器人在煤礦行業的應用分析及開發策略[J].北京工業職業技術學院學報，2018，（2）：9-11.