煤矿机器人体系及关键技术研究

煤矿机器人体系及关键技术研究

唐小芸

甘肃华亭煤电股份有限公司东峡煤矿   甘肃 华亭   744100

摘要：在我国全面推进改革开放以来，各个行业的发展都取得了良好的成绩，这样就为我国煤矿生产行业的发展带来了诸多的助力，从根本上促进了煤炭生产技术水平的不断提升，煤矿生产逐步的人工操作发展到了机械化、自动化的阶段。当前，在煤矿生产中诸多以往只可以依赖进口的机械设备都已经实现了国产化，并且机械设备的综合性能一定达到了世界先进的水平。尤其是在机器人、人工智能等先进技术的快速发展的带动下，煤矿智能化和机器人技术逐渐的成为了煤矿开采技术的发展主流。

关键词：煤矿智能化；煤矿；机器人

0 引言

在社会综合国力全面发展的过程中，煤炭资源在其中起到了重要的作用，要想对煤炭开采工作的效果和效果加以不断的提升，那么最为有效的方法就是需要将智能化技术加以灵活运用，为煤炭生产提供需要的技术支持。

1 我国煤矿机器人研发现状

1.1 自动化掘进装备

自20世纪90年代之后，国外的一些研发机构逐步的增强了自动化掘进设备的研发力度，从而为煤炭生产业的发展带来了诸多的助力，尤其是在欧盟、澳大利亚地区，自动化技术水平不断的提升。在我国综合国力全面发展的带动下，我国大规模高产煤矿对于综合型掘进设备的需求越发的迫切，国内诸多相关研究组织机构逐步的增强了煤矿生产重点技术的研究力度，从而使得掘进机的可视化遥控技术以及远距离控制技术被研发出来，为煤矿生产工作的发展带来了诸多的机遇。为了实现高产能的发展目标，还需要我们研发出专门的机器人挖掘机械设备，从而为煤矿生产工作的良好发展给予必要的保障。

1.2 智能化采煤技术与装备

通过大量的调查研究我国在综采成套装备、信息传递、协同生产、可靠性关键技术的创新方面都取得了良好的成绩。由太重煤机、西安煤机等企业自主研发和生产的采煤设备的自主性能得到了良好的提升，并且逐步的研发出了拥有自主知识产权的综采成套设备智能控制系统，从而为煤矿开采生产模式的智能化发展起到了积极的助动作用。

2 煤矿智能化关键技术

2.1 智能一体化管控平台

因为各个地区的煤矿煤层结构都是存在一定的差别的，并且在生产的过程中都会遇到诸多的问题，经常会出现指标量化分析不充分，数据收集效率差等问题，所以为了切实的对煤矿生产工作的效率和质量加以根本保障，还需要结合各方面实际情况和需要采用专业的方法和技术来创建智能一体化管控平台，从而对煤层的智能化开采工作加以根本保障。在实施智能一体化管控平台的建设工作的时候，需要针对性的制定数据采集标准，并且对于所有的数据进行统一的汇总和分类。就功能设计方面来说，需要确保系统拥有良好的安全监测以及灾害预警的供给，利用创设数据标准以及工业框架的方法来对设立专门的煤矿安全和生产综合管控平台，确保在云计算数据技术的辅助下，对于一体化智能管控平台数据加以良好的运用，这样才可以将各个数据层的数据进行良好的整合，对于生产情况进行全面的掌握。

2.2 云数据计算中心

煤矿云数据计算中心其实质就是煤炭企业的边缘测数据中心，结合煤矿企业情况以及板块数据标准，从生产执行系统以及煤矿业务系统之中获取需要的信息，并且对煤矿控制层以及设备层运行中所涉及的各项数据进行全面的监控，对煤矿全数据视图加以充实和优化，对于数据计算的准确性和实时性加以根本保障，与此同时需要安排专人对数据资源加以全面的管理，从而为各项业务的落实以及智能化业务的推进给予必要的保障。煤矿数据计算中心通常都是采用云计算技术来完成对各项数据的计算和存储，并且为后续各类资源的合理调配利用给予辅助。创建良好的基础设施云管理平台，能够对各类资源实施全面的管理，这样就可以为煤矿生产系统的运行提供需要的信息辅助。在云平台产品的选型实际情况来说，对于技术的实用性和先进性需要加以综合分析。煤矿数据中心通常都是由数据收集系统、数据资源池以及数据管理系统等多个分支部分组合而成，其在智能矿山系统之中具有十分重要的作用，能够为矿端应用系统功能的运行提供需要的信息数据。数据收集平台自身拥有多元异构数据收集的能力，并且也担负着收集、转换以及清理、监控管理数据的职责。数据资源池是在分布式云平台的基础上所创建的，其拥有较强的数据处理能力，其能够完成各类结构化、半结构化、非结构化数据的全面统一的收集和存储。数据管理平台的主要作用就是对智能云平台中心的运行情况加以全面的监督，从而为数据维护给予良好的帮助，保证智能云数据中心能够始终持续维持在稳步运行的状态，数据服务平台能够为用户以及相关系统提供数据分享和访问的功能，借助严格的身份授权认证，对于智能云数据中心数据访问的安全性加以根本保障。

2.3 透明化工作面

智能开采透明化工作面的运用是在三维透明化工作面的基础上所产生的，其实质就是借助智能化开采控制技术，综合之前历史发展情况创设出的透明工作面地质模型，之后利用数字化、信息化、网络化的技术来创设专门的工作面开采系统，将其与透明工作面三维信息加以良好的整合，这样才可以保证工作面能够始终控制在稳定持续生产的状态。透明化工作面是构建面向煤矿智能开采的综采工作面高精度的三维动态地质模型，实现模型的动态修正，形成三维可视化智能开采管控平台，最终实现对综采设备及地质模型的动态可视化管控功能。工作面的智能化控制系统对生产空间、煤炭运动规律等进行分析，可以有效完成煤矿生产设备的姿态以及位置设定，并结合各项数据构建生产设备运行的空间模型。

结束语：利用煤矿智能化关键技术将煤矿工人从危险的岗位解放出来，努力实现煤矿机械化生产向智能化生产转变、劳动密集型向技术密集型转变，从根本上改变煤炭行业生产组织现状，提升生产力，为煤炭行业实现安全高效、低碳绿色发展模式提供新动能。

参考文献：

[1]闫敬旺,王树斌,陈万胜,王建文,谭震,马亮,高永军,任长忠,加保瑞,周奋波.柠条塔煤矿机器人集群关键技术与应用[J].智能矿山,2023,4(02):45-49.

[2]王海军,曹云,王洪磊.煤矿智能化关键技术研究与实践[J].煤田地质与勘探,2023,51(01):44-54.

[3]王雷.中国煤科沈阳研究院永磁及机器人产业创新孵化经验[J].智能矿山,2023,4(01):51-57.

[4]王辉.煤矿智能化关键技术研究与应用[J].内蒙古煤炭经济,2022(24):139-141.DOI:10.13487/j.cnki.imce.023102.

[5]葛世荣,胡而已,李允旺.煤矿机器人技术新进展及新方向[J].煤炭学报,2023,48(01):54-73.