一、基本信息
礦山種類：煤礦
應用場景：噴漿
場景實例：礦用高效智能混凝土噴漿
機器人產(chǎn)品及制造單位：智能混凝土噴漿機器人，山東金科星機電股份有限公司
應用單位：寧夏煤業(yè)有限責任公司李家壕煤礦
二、詳細介紹
1.重點解決的痛點難點問題
礦井噴漿能夠將錨桿(索)、金屬網(wǎng)、巖層等形成整體性的加固結構，增強圍巖穩(wěn)定性，為后期的擴巷、加固提供可靠的基礎，是煤礦安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，也是保障礦工生命安全和煤礦資源有效開采的重要手段。傳統(tǒng)噴漿作業(yè)機械化程度低、勞動強度大。傳統(tǒng)煤礦井下噴漿作業(yè)一般通過人工完成配料、攪拌上料、手持噴槍作業(yè)等，人工作業(yè)勞動強度大、作業(yè)效率低。噴漿作業(yè)過程中需人工將噴漿系統(tǒng)及配料站向前頻繁推進，受煤礦井下惡劣作業(yè)條件限制，每次挪機均需耗費大量人力。人工噴漿作業(yè)回彈率高、噴漿不均勻，工人患職業(yè)病風險高。噴漿料在槍頭位置與水混合，存在混合不均勻的問題，傳統(tǒng)人工手持槍頭噴漿作業(yè)方式，易造成噴出物含大量干料，噴漿現(xiàn)場粉塵嚴重，危害工人身體健康。人工操作方式無法準確觀測噴漿厚度，易造成噴漿厚度不均勻、回彈率高、噴漿料浪費等問題，難以達到理想的噴漿加固效果。噴漿距離近、易堵管。傳統(tǒng)噴漿作業(yè)采用氣力輸送式噴漿方式，受煤礦井下風壓風量條件限制，噴漿距離普遍小于70米，且噴漿量隨噴漿管路加長而逐漸減少，易造成噴漿料堵管。
2.解決方案介紹
智能混凝土噴漿機器人集行走、掃描、配料、攪拌、泵送、機械手噴漿為一體，實現(xiàn)自動配料、上料攪拌、掃描定位、路徑規(guī)劃、智能噴射、自動修正、數(shù)據(jù)交互等功能。
智能混凝土噴漿機器人采用全液壓泵送結構設計，通過對泵送混凝土流變特性及泵送壓力分析、液壓系統(tǒng)動態(tài)特性仿真分析等，實現(xiàn)連續(xù)上料攪拌、泵送、噴射。采用控制系統(tǒng)模塊化設計，實現(xiàn)車載、行進、遠程遙控等工作狀態(tài)下的自主行走、障礙規(guī)避等功能。通過三維環(huán)境重構、巷道特征識別、噴射模型分析等，實現(xiàn)噴射路徑的自動規(guī)劃和自動噴射作業(yè)。采用機械手終端軌跡規(guī)劃與精確控制技術，輔助噴槍找到最佳噴射方位，達到噴漿厚度均勻、回彈率低的效果。搭載負載敏感電比例液壓系統(tǒng)，使泵送壓力達到25MPa，噴漿距離可達500米。
3.應用推廣情況及應用效果
智能混凝土噴漿機器人在寧夏煤業(yè)有限責任公司李家壕煤礦實現(xiàn)3套應用，累計應用時間4個月。應用前，混凝土噴漿工序需7名工人參與，人工作業(yè)混凝土回彈率在35%左右。應用后，噴漿現(xiàn)場僅需1名工人在噴漿機械手處觀察設備工作狀態(tài)，偶爾需要人工遙控干預臂架動作，混凝土回彈率降低至12%，有效降低工人勞動強度，提升作業(yè)效率;4個月累計節(jié)省混凝土材料700m³，以單價400元/m³計算，總計節(jié)省材料費用28萬元;施工現(xiàn)場粉塵濃度低于5mg/m³，保障了井下工人的身體健康。
內容來源：中國機械工業(yè)聯(lián)合會機器人分會
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