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PROJECT PROFILE方案概要

多年来,我国一直保持着世界第一大煤炭生产国的地位,煤炭资源在我国一次能源消费中的比重维持在60%-70%,对我国经济发展发挥着举足轻重的作用。但与此同时,煤矿由于灾害重、风险大,生产过程中下井人员多、危险岗位多,事故时有发生。这不仅让人们时常为煤矿从业者的安全“提心吊胆”,更成为影响社会整体公共安全和稳定的短板。

除了从严监管,如何推动煤炭工业技术革命和产业转型升级、降低安全风险,一直是人们思考的问题。事实上,在我国煤矿从业人员中,从事采煤、掘进、运输、安控等危险繁重岗位人员占比在60%以上,是目前最迫切需要开展“机器换人”的高危行业。为此,国家煤矿安监局近日制定公布了《煤矿机器人重点研发目录》(以下简称《目录》),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,对每种机器人的功能提出了具体要求。那么,智能煤矿究竟能否破解“矿难”难题?技术上有哪些问题还有待解决?


APPLICATION BACKGROUND应用背景



1.开采条件的多样性和复杂性

煤矿开采、掘进等设备的推进路径必须要依靠精准定位和导航,然而煤矿井下为封闭空间和复杂电磁环境,实现定位和导航的难度很大。


2.能源动力问题

煤矿机器人能源供应主要为三种,小功率用有限供电,但容易受到井下电网设备干扰,作业距离也有限;大功率用井下供电,但供电品质和稳定性还不足;剩下的电池供应也存在续航能力和作业时间的限制。

3.稳定性和可靠性问题

由于井下作业具有复杂性和不可预测性,一旦机器人出现故障,不仅会造成巨大损失,还可能引发事故,因此机器人的稳定性和可靠兴十分重要。


SOLUTION ARCHITECTURE方案架构

研发能够自主决策、智能控制的采煤机机器人,具备精准定位、采高检测、姿态监测、远程通信控制、煤岩识别、状态监测与故障预判、可视化远程干预等功能,实现采煤机自主行走、自适应截割及高效连续运行。


FUNCTION IS INTRODUCED功能介绍

为了研究可视远程干预无人化开采技术,从其技术原理、总体方案和系统功能深入分析,提出了“无人操作、有人巡视”的无人开采生产模式,即采用拟人手法,将人的视觉、听觉延伸到工作面,将工人从危险的工作面采场解放到相对安全的巷道监控中心或地面,实现在巷道监控中心或地面对液压支架、采煤机、刮板输送机等综采设备进行远程操控,达到工作面无人开采的目的;并提出液压支架控制技术、采煤机控制技术、工作面视频监控技术、远程集中控制技术和人员安全感知技术是可视远程干预无人化开采的关键技术.

通过使用轨道式巡检平台的搭载,实现了在顺槽监控中心“一键启停”工作面全部设备,实现了工作面的可视化,在监控中心采煤机远程操作台对采煤机的远程控制,可以实现采煤机的远程滚筒升,降,左牵,右牵,加速,减速,急停等动作,实现了液压支架全工作面自动跟机及远程干预控制功能,实现了在井下数据到地面监控室、调度室的上传,可以在地面直接看到井下割煤的情况。


经济效益:
生产作业人员由原来的11人(煤机司机2人,支架工5人,运输机司机2人,电工1人,泵站司机1人)作业,减少至4人(巡视工2人,监控中心操作工2人),年节约人工成本350万元。
社会效益:
1.采煤机通过顺槽远程操控,工作面实现“无人或少人跟机”作业,将人员撤到了相对安全的顺槽集控车内。
2.提高了工作面煤炭资源回收率。
3.实现了工作面设备国产化,提高了智能化程度。
4.减少了工作人员数量,降低了工人的劳动强度,实现了矿井的可持续发展。

SUCCESSFUL CASE成功案例
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