煤礦機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“百花齊放”

百年工業(yè)發(fā)展，離不開礦產(chǎn)資源的開發(fā)與開采。采礦業(yè)是從地下開采有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的礦物或其他物質(zhì)的活動(dòng)，從廣義來說，石油、天然氣、煤礦、甚至地下水的開采都能算做采礦業(yè)范疇。

采礦關(guān)乎經(jīng)濟(jì)，更關(guān)乎安全。在災(zāi)害多、風(fēng)險(xiǎn)大、危險(xiǎn)崗位多、井下作業(yè)招工難的采礦業(yè)，優(yōu)先考慮的技術(shù)有：機(jī)器人和自動(dòng)化、無(wú)人機(jī)/無(wú)人機(jī)系統(tǒng)、遠(yuǎn)程操控中心和可穿戴設(shè)備，其他還包括網(wǎng)絡(luò)安全、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可視化和分析。

統(tǒng)計(jì)顯示，全國(guó)煤礦現(xiàn)有近300萬(wàn)從業(yè)人員，60%以上從事采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、安控等危險(xiǎn)繁重工作。由于井下作業(yè)戰(zhàn)線長(zhǎng)、環(huán)節(jié)多、作業(yè)地點(diǎn)人員密集，平均單班入井人員超過600人，安全風(fēng)險(xiǎn)“點(diǎn)多面廣”，管控難度大。此外，30萬(wàn)噸/年以下小煤礦仍占全國(guó)煤礦總數(shù)的38%，用人多、效率低、管理粗放、安全風(fēng)險(xiǎn)高的局面沒有根本改變。

改變與政策

如何有效降低礦工勞動(dòng)強(qiáng)度，避免人與災(zāi)害“短兵相接”，提高勞動(dòng)效率？煤礦機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用，或許可讓廣大煤礦工人安全工作、體面勞動(dòng)、健康生活，同時(shí)有利于降低生產(chǎn)成本，解決日漸突出的“招工難”問題。智能化代表著煤炭工業(yè)發(fā)展的未來，煤礦機(jī)器人應(yīng)用則是煤礦開采技術(shù)革命的重要標(biāo)志。

由于井下環(huán)境惡劣、復(fù)雜，相比一般特種機(jī)器人，煤礦機(jī)器人研發(fā)難度更大。機(jī)器人既要滿足煤礦井下防塵、防潮、抗腐蝕等特殊要求，也要適應(yīng)井下空間苛刻的作業(yè)需求，實(shí)現(xiàn)自主路徑規(guī)劃、自動(dòng)避障、自動(dòng)平衡、自主行走、自主復(fù)位等控制要求，具備精準(zhǔn)感知、自學(xué)習(xí)、自決策和自適應(yīng)等能力。

國(guó)家在2019年開始大范圍提出發(fā)展煤礦機(jī)器人的重大舉措。

1月2日，國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局發(fā)布《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》，將重點(diǎn)研發(fā)的煤礦機(jī)器人分為掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸、安控和救援共5類、38種，聚焦關(guān)鍵崗位、危險(xiǎn)崗位，對(duì)每種機(jī)器人的功能提出了具體要求。隨后，應(yīng)急管理部成立“煤礦機(jī)器人協(xié)同推進(jìn)中心”。

全國(guó)“兩會(huì)”期間，應(yīng)急管理部副部長(zhǎng)黃玉治帶來3份提案，其中一份是《關(guān)于大力推進(jìn)煤礦智能裝備和機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的提案》。

8月14日，國(guó)家煤礦安監(jiān)局與中國(guó)航天科技集團(tuán)有限公司在京簽訂戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。據(jù)悉，國(guó)家煤礦安監(jiān)局鼓勵(lì)支持中國(guó)航天科技集團(tuán)發(fā)揮航天科技優(yōu)勢(shì)，與煤炭行業(yè)開展“天地合作”，推廣先進(jìn)適用智能化和機(jī)器人技術(shù)裝備。

8月21日，經(jīng)應(yīng)急管理部批準(zhǔn)，由國(guó)家煤礦安監(jiān)局主辦的世界機(jī)器人大會(huì)煤礦機(jī)器人專題論壇在北京召開。論壇以“跨界合作，大力推進(jìn)煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用”為主題，華為云中國(guó)區(qū)總裁洪方明受邀出席。

10月10日，科技部對(duì)國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃高新領(lǐng)域“智能機(jī)器人”等9個(gè)重點(diǎn)專項(xiàng)2020年度項(xiàng)目申報(bào)指南建議向社會(huì)征求意見。在2020年度“智能機(jī)器人”重點(diǎn)專項(xiàng)中，3種煤礦機(jī)器人被列入申報(bào)范圍。

到2020年3月，八部門更是聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》的通知，通知提出，到2021年，建成多種類型、不同模式的智能化示范煤礦，初步形成煤礦開拓設(shè)計(jì)、地質(zhì)保障、生產(chǎn)、安全等主要環(huán)節(jié)的信息化傳輸、自動(dòng)化運(yùn)行技術(shù)體系，基本實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面減人提效、綜采工作面內(nèi)少人或無(wú)人操作、井下和露天煤礦固定崗位的無(wú)人值守與遠(yuǎn)程監(jiān)控。

由此可見在大政策上對(duì)于煤礦機(jī)器人的支持和推動(dòng)。

企業(yè)在行動(dòng)

近年來，企業(yè)也意識(shí)到煤礦安全的重要性，正逐步實(shí)現(xiàn)由“高危生產(chǎn)”向“本質(zhì)安全”、“規(guī)模產(chǎn)量”向“質(zhì)量效益”、“勞動(dòng)密集”向“技術(shù)創(chuàng)新”、“傳統(tǒng)開采”向“智能開采”的四大轉(zhuǎn)變。而發(fā)展無(wú)人化機(jī)器人設(shè)備就成為關(guān)鍵。

作為“探路者”，部分企業(yè)嘗到了甜頭。

例如在山東能源新汶礦業(yè)集團(tuán)，裝備升級(jí)讓18個(gè)采煤工作面實(shí)現(xiàn)電液控或智能化，部分礦井單班人數(shù)已由20左右減至4人?！拔覀冞€在試驗(yàn)應(yīng)用一鍵啟動(dòng)掘進(jìn)機(jī)器人，解決井下巷道三維空間的精確定位問題，截割頭定位可精準(zhǔn)至5厘米，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)遠(yuǎn)程遙控?！痹摷瘓F(tuán)總經(jīng)理辛恒奇稱。

同煤集團(tuán)塔山煤礦公司董事長(zhǎng)馬占元也深有體會(huì)：“以煤礦機(jī)器人為主的新技術(shù)、新裝備，可以引領(lǐng)煤礦實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展?！币灾鬟\(yùn)輸環(huán)節(jié)巡檢機(jī)器人為例，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，可實(shí)時(shí)反饋井下環(huán)境變化，對(duì)比設(shè)定值發(fā)出警報(bào)，并利用里程和圖像準(zhǔn)確定位故障位置，便于及時(shí)處理故障。目前，智能爬壁巡檢機(jī)器人、煤矸石智能分揀機(jī)器人等新裝備也進(jìn)入研發(fā)階段。

很多企業(yè)則以智能采煤、掘進(jìn)為智能化煤礦建設(shè)的關(guān)鍵點(diǎn)，根據(jù)不同區(qū)域地質(zhì)賦存條件，選擇典型代表，進(jìn)行重點(diǎn)攻關(guān)。

國(guó)家能源集團(tuán)等企業(yè)則已突破并掌握了“5類智能采煤、5類智能掘進(jìn)、3類卡車無(wú)人駕駛、5類煤礦機(jī)器人、可視化遠(yuǎn)程控制和移動(dòng)巡檢”等關(guān)鍵核心技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了不同煤層智能開采、不同煤巖智能掘進(jìn)、不同載重卡車無(wú)人駕駛、危險(xiǎn)崗位機(jī)器人替代、固定崗位無(wú)人值守等技術(shù)的全覆蓋。

針對(duì)煤礦數(shù)量多、分布區(qū)域廣、開采方式多的特點(diǎn)，國(guó)家能源集團(tuán)率先在井工煤礦、露天煤礦、選煤廠建設(shè)了智能化樣板、示范項(xiàng)目;

然后在10個(gè)煤礦、20個(gè)洗煤廠推廣應(yīng)用，打造了集團(tuán)、礦區(qū)、煤礦“三級(jí)”智能管控一體化平臺(tái)，橫向貫穿業(yè)務(wù)，縱向打通流程，實(shí)現(xiàn)了決策和運(yùn)營(yíng)的高效協(xié)同。

神東煤炭上灣煤礦8.8m大采高工作面是目前世界上采高最大、工效最高、效益最好的智能化綜采工作面。神東煤炭的28個(gè)綜采面，截至9月中旬，國(guó)家能源集團(tuán)已經(jīng)有11個(gè)工作面實(shí)現(xiàn)了智能化開采。其中，薄煤層工作面100%實(shí)現(xiàn)了智能化。

在煤礦智能開采工作面，掘進(jìn)機(jī)器人、鉆錨機(jī)器人、噴漿機(jī)器人組成的機(jī)器人群協(xié)同作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了掘進(jìn)全過程全方位智能化作業(yè)。月進(jìn)尺達(dá)到1700米。

不僅如此，該公司還在全國(guó)煤礦智能化裝備和煤礦機(jī)器人展覽會(huì)上展示了一些前沿的集成產(chǎn)品。

例如用于洗選廠的機(jī)器狗：

露天礦炮孔智能測(cè)量機(jī)器人：

綜采工作面多功能機(jī)器人：

輪式巡檢機(jī)器人：

近年來，中信重工開誠(chéng)智能也緊緊圍繞煤炭行業(yè)智能化建設(shè)需求，不斷創(chuàng)新研制出適應(yīng)各類作業(yè)場(chǎng)景的煤礦智能機(jī)器人及智能化系統(tǒng)解決方案，廣泛應(yīng)用于全國(guó)20余家大型煤礦集團(tuán)，為煤炭行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)和高質(zhì)量發(fā)展積極貢獻(xiàn)力量。中信重工開誠(chéng)智能也攜多款煤礦機(jī)器人和智能化裝備組團(tuán)參展，產(chǎn)品一經(jīng)亮相，便憑借超高的顏值和實(shí)力征服了現(xiàn)場(chǎng)觀眾：

結(jié)語(yǔ)

毋庸置疑，智能化代表著煤炭工業(yè)發(fā)展的未來。據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)煤礦現(xiàn)有近300萬(wàn)從業(yè)人員，60%以上從事采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、安控等危險(xiǎn)繁重工作(數(shù)據(jù)來源：中國(guó)煤炭工業(yè)協(xié)會(huì))，煤炭機(jī)器人的使命正是將煤礦工人從危險(xiǎn)崗位上替換下來，從繁重的體力勞動(dòng)中解放出來。

不過，任何事情都不可能一蹴而就，前行之路總是鮮花與荊棘并存。目前煤礦機(jī)器人產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)出“百花齊放”的態(tài)勢(shì)，但整體尚處于初級(jí)發(fā)展階段，技術(shù)短板亟需補(bǔ)齊、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)尚未健全、人才隊(duì)伍不夠充足等問題依然存在。

原文標(biāo)題：煤礦機(jī)器人產(chǎn)業(yè)“百花齊放”，政策紅利下，企業(yè)在艷陽(yáng)和風(fēng)雨里如何邁進(jìn)？

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