一、基本信息
礦山種類：非煤礦山
應用場景：掘進
場景實例：地下豎向工程智能掘進
機器人產(chǎn)品及制造單位：智能鉆井機器人，湖南創(chuàng)遠高新機械有限責任公司
應用單位：山西紫金礦業(yè)有限公司、安徽開發(fā)礦業(yè)有限公司
二、詳細介紹
1.重點解決的痛點難點問題
天井鉆機強大的破巖成孔及反向擴孔能力，能夠有效解決復雜地質(zhì)條件和有限作業(yè)空間的施工問題，在礦山領域豎向工程掘進中得到廣泛應用。
豎向工程施工危險系數(shù)高，人員施工效率低下。地下礦山豎向工程施工以傳統(tǒng)的普通法、吊罐法、爬罐法等人工半機械化的鉆爆法方式為主，成井質(zhì)量差，且效率不高。施工過程中，人員常受到炮煙、落石、粉塵、噪音、觸電、高空墜落和淋水等威脅，作業(yè)安全性低。
傳統(tǒng)天井鉆機無法滿足智能化掘進施工需求。傳統(tǒng)軌輪式天井鉆機轉(zhuǎn)場作業(yè)時，需要先拆機，人為澆筑地基，提前鋪設軌道，借助外部牽引裝置實現(xiàn)移動和完成組裝后才能進行掘進作業(yè)，且缺乏對各種復雜地質(zhì)巖層自主作業(yè)控制，針對不同巖層條件，無法實現(xiàn)鉆進模式的自動選擇、最佳作業(yè)參數(shù)確定以及過程中的卡鉆故障自判斷、自決策與處理。
傳統(tǒng)天井鉆機巖層適應性差，破巖能力有限。傳統(tǒng)天井鉆機反提力和回轉(zhuǎn)扭矩較小，鉆桿抗拉強度不高，配套使用的鉆具，在結(jié)構(gòu)設計和熱處理工藝方面尚不夠完善，使用壽命短，載荷低，針對硬質(zhì)巖層，破巖作業(yè)難度大。
2.解決方案介紹
智能鉆井機器人是用于地下礦井鉆進的智能化裝備，具有履帶式行走、自動接卸鉆桿、快速定位、自主導孔、擴孔等功能，可實現(xiàn)在地下豎向工程中的智能化與無人化掘進作業(yè)。智能鉆井機器人采用動態(tài)插板、自動尋位、鉆桿自動輸送等技術(shù)，實現(xiàn)了智能化接卸鉆桿，使用鉆機一體化行走系統(tǒng)和液壓支柱快速定位系統(tǒng)，無需拆裝轉(zhuǎn)場和澆筑地基，減少了轉(zhuǎn)場立機時間，實現(xiàn)“即達即用”，有效提升施工作業(yè)效率。搭建“立機定位、鉆桿輸送、鉆桿接卸、智能掘進”生產(chǎn)過程的數(shù)學模型和優(yōu)化算法并研發(fā)了鉆機專用的IDOS3.0智能作業(yè)系統(tǒng)，實現(xiàn)了地下豎向工程掘進全流程無人作業(yè)。研發(fā)的新型鉆桿螺紋結(jié)構(gòu)、高強度鉆桿材料和熱處理工藝，提高了鉆具強度，實現(xiàn)了天井鉆機全巖性破巖作業(yè)。
3.應用推廣情況及應用效果
智能鉆井機器人已廣泛應用于中國五礦集團、中國電建集團、紫金礦業(yè)集團、中鋁集團、酒鋼集團、鞍鋼集團等國內(nèi)眾多龍頭礦山企業(yè)，并出口至俄羅斯、塞爾維亞、墨西哥、吉爾吉斯斯坦、塔吉克斯坦、圭亞那等國。目前，已銷售100余臺智能鉆井機器人，銷售收入超4億元，近三年企業(yè)平均復合增長率超39%，解決就業(yè)200余人。在阿舍勒銅礦應用2臺智能鉆井機器人，應用后，綜合工效較同類產(chǎn)品提升6倍，用工人數(shù)減少80%，作業(yè)成本減少50%;在墨西哥托雷翁(Mexico Torreon)應用2臺智能鉆井機器人，應用后，用工人數(shù)減少50%以上，工效提升2倍;在北京金誠信公司應用5臺智能鉆井機器人，應用后，每米作業(yè)節(jié)約電費兩百多元;在山西紫金礦業(yè)應用2臺智能鉆井機器人，應用后，完成208米天井的無人化自主導孔/擴孔作業(yè)，用工人數(shù)減少50%以上;在酒鋼鏡鐵山礦業(yè)天井應用2臺智能鉆井機器人，應用后，掘進時間節(jié)約1-2周;在安徽開發(fā)礦業(yè)應用5臺智能鉆井機器人，應用后，完成3862米天井施工，用工人數(shù)減少50%以上。
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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