一、基本信息
礦山種類：煤礦
應(yīng)用場景：掘進
場景實例：煤礦掘進自主作業(yè)
機器人產(chǎn)品及制造單位：智能掘進機器人，三一重型裝備有限公司
應(yīng)用單位：中煤集團山西有限公司、山西晉能集團有限公司
二、詳細介紹
1.重點解決的痛點難點問題
煤礦掘進是煤炭資源獲取的關(guān)鍵步驟，是形成采煤工作面的先決條件，對保證煤礦生產(chǎn)順利進行具有重要意義。在煤礦掘進作業(yè)中，為了應(yīng)對全煤巷道、半煤巖巷道、全巖巷道等多種工況，需要大量工人直接參與掘進作業(yè)。煤礦掘進作業(yè)環(huán)境惡劣，對作業(yè)人員危害大。大部分煤礦由于地質(zhì)條件復(fù)雜等原因，生產(chǎn)過程伴隨著多重危險因素，瓦斯爆炸、頂板類事故、機電類事故難以有效防范。同時，在掘進生產(chǎn)過程中伴隨著煤塵與粉塵，對井下作業(yè)人員的健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響，矽肺病等職業(yè)病風(fēng)險居高不下。傳統(tǒng)掘進作業(yè)效率低下，采掘失衡問題凸顯。煤礦掘進工作面的作業(yè)模式普遍采用機械化掘進為主、人工炮掘為輔的方式，大量依賴工人，無法實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、流程化的掘進作業(yè)。隨著井下綜采工作面裝備的自動化、智能化水平提升，掘進效率低下導(dǎo)致的采掘失衡已成為制約現(xiàn)代化大型礦井生產(chǎn)進程的重要因素。
2.解決方案介紹
智能掘進機器人具備自主作業(yè)、環(huán)境感知、智能安防、綜合管控等功能，滿足煤礦井下掘進作業(yè)少人化、無人化的自主作業(yè)需求，提升掘進智能化水平。采用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)+激光雷達+毫米波雷達+磁致位移傳感器+定位傳感器的方案，定位精度優(yōu)于±5cm，支持巷道偏移量自動計算，取消人工對點。采用慣性導(dǎo)航系統(tǒng)+激光測距+多傳感器融合技術(shù)，行走自動糾偏、自動調(diào)直，累積進尺10m內(nèi)誤差±20cm。采用軌跡在線監(jiān)測+路徑自主規(guī)劃+伸縮補償技術(shù)，支持多種巷道(拱形、矩形、梯形)自動成型，避免超挖欠挖情況發(fā)生，斷面成型誤差±10cm。采用雙目攝像頭及堆料識別算法，自動識別堆料信息，計算堆料高度，高度識別誤差±15cm。采用掘進機3D仿真+預(yù)測性維護技術(shù)，支持掘進機姿態(tài)可視化、運行數(shù)據(jù)實時監(jiān)測與關(guān)鍵部件(油泵、馬達)預(yù)測性維護，預(yù)測準(zhǔn)確率高于85%。融合熱成像視覺AI技術(shù)和UWB高精定位技術(shù)，準(zhǔn)確識別人員誤入作業(yè)區(qū)域的情況，防止人員進入危險的掘進工作區(qū)域，識別準(zhǔn)確率可達100%。
3.應(yīng)用推廣情況及應(yīng)用效果
智能掘進機器人在山西、貴州、內(nèi)蒙、河南、山東、黑龍江、寧夏、新疆等地已形成典型示范性應(yīng)用，2022年累計推廣應(yīng)用30臺，2023年累計推廣應(yīng)用64臺，常態(tài)化使用單位的平均自動化使用率達到80%以上。應(yīng)用前，掘進機操控主要以人工為主，作業(yè)人員勞動強度大，因人員操作及作業(yè)環(huán)境而產(chǎn)生的安全事故頻發(fā)，同時掘進工作效率低下。應(yīng)用后，在不影響生產(chǎn)作業(yè)效率的前提下，單班掘進作業(yè)相關(guān)人員可減少2人/班，提升井下作業(yè)人員安全性，單臺設(shè)備節(jié)約人工成本約80萬元/年，全斷面自動截割效率高于人工10%。
內(nèi)容來源：中國機械工業(yè)聯(lián)合會機器人分會
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