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煤矿智能化发展未来可期

“如果能够把煤矿装备提升到机器人层面认知的话,对企业的科技含量和形象都是一个巨大的提高,我们要有这个自信。”9月27日,中国矿业大学(北京)校长葛世荣在国家矿山安全监察局组织开展的“煤矿安全科技进贵州”活动中,作了煤矿机器人技术发展与展望的报告。

智能化是煤矿颠覆性技术

“煤炭产量、煤矿数量不是越多越好,而是越集约化越智能化越好。”葛世荣说,“不可否认的是,煤炭开采行业属高危行业。据统计,现在每天有100多万名矿工下井,有超过4万名矿工依然劳作在危险岗位,而大约85%的煤矿事故发生在危险岗位。我们还要意识到,危险岗位不可能没有,将人从危险岗位替换出来是一条切实可行的路径,智能化便是减人换人的关键。”

截至2018年底,中国煤炭工业协会命名安全高效矿井901处(露天矿28处),其产量占全国煤炭产量的56%,利润总额占全行业的78%;井下采煤队1134个,全国产装备1042个队,部分进口装备91个队,采煤机械化程度99.9%,智能化采煤工作面377个,百万吨死亡率0.0015,898处煤矿实现了零死亡。

由此可见,智能化采煤工作面已经成为安全高效的主力,智能装备的作用逐渐显现。

“采掘技术与机器人技术在同步发展。机器人经历了电气时代、信息时代、数字时代,现在进入了智能时代,采掘也从机械化、自动化、数字化发展到智能化。煤矿机器人就是智能终端。”葛世荣说,“煤矿机器人对安全高效开采极为重要,是人工智能、现代制造在煤矿技术发展上的具体应用。”

2019年,《煤矿机器人重点研发目录》发布,涉及5大类、38种。这是在全世界率先构建的煤矿机器人技术体系。

“《煤矿机器人重点研发目录》发布后,煤矿机器人研发空前踊跃,机器人化掘进机正在研发,机器人化采煤机积极应用,机器人化煤流运输走在世界前列,机器人值守已经推广应用,机器人巡检已经成为常态化。”葛世荣说。

据悉,国能神东煤炭集团5类机器人研发与应用全面开展,巡检和作业机器人研究攻关取得突破,目前在用机器人21种、86台套。2021年底,应用机器人数量可达到196台。到2022年,神东煤炭集团将实现5类机器人全覆盖,所有巡检任务机器人化,应用各类机器人达到300台。不久前,神东煤炭集团联合华为公司发布矿山鸿蒙机器人操作系统,实现了煤矿机器人井下远控、地面遥控,巡检探测信息实时传输、互联互通。

智能系统化构架逐步形成

“煤矿机器人正在将矿工从复杂危险的作业环境中解脱出来,力促煤矿实现安全高效集约发展。”葛世荣说。

在掘进机器人方面,中国矿业大学(北京)与石煤机研发的自动化掘进机可实现自动纠偏、自动成形截割;2020年6月,西煤机研制成功护盾式煤矿掘进机器人,月进尺可达1500米,提高效率60%以上,掘进工作面人员由18人减到8人;研发井下重载机器人代替人工作业,通过突破井下大功率防爆内燃机与蓄电池安全高效驱动技术,具备重型物料自动识别、抓取、码放功能,实现井下工程作业的机器人化。

在采煤机器人方面,打造采煤机器人群,实现采煤机、刮板机、液压支架的联控,做到破碎机、转载机、输送机、泵站、移动变电站的集中监控,达到设备状态、故障的地面监测。

在运输机器人方面,无人驾驶提升机、无人驾驶电动车、无人驾驶单轨吊、无人驾驶胶轮车,均实现新的突破。

在安控巡检机器人方面,值守监控机器人、巡检机器人、探测机器人等逐步上线,最终实现危险的源头找到、危害行为避免、危险态势要把握。

“我们要看到,随着工艺升级、设备升级、功能升级、融合升级的完成,煤矿智能化进入了新层次,智能系统化构架逐步形成。”葛世荣说,“未来,煤矿要实现万物互联,矿山物联网是主要骨架,信息物理系统是关键平台。”

                      (来源:中国煤炭报 作者:记者 谢吉东 张安妮