机器人技术在矿山中的应用
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基于机器人技术的智能采矿系统研究智能技术的飞速发展已经渗透到了各行各业,如何利用智能技术来提高矿山生产效率并减少安全事故已经成为矿山行业面临的一项挑战。
近年来,随着机器人技术的发展,基于机器人技术的智能采矿系统研究成为了热门话题。
一、机器人技术在矿山采矿中的应用随着人工成本的不断上升,传统的矿山采矿模式已经不能够满足需求。
而基于机器人技术的智能采矿系统则可以在提高生产效率的同时保证安全。
比如在地下矿山中,机器人可以自主巡航和实时监测采矿环境。
机器人可以利用激光雷达、视觉传感器等多种传感技术,进行地下地形的三维建模。
通过三维建模,机器人可以掌握整个采矿过程中的地形和变化情况,为采矿作业提供有力的支持。
二、智能采矿系统中的人工智能技术基于机器人技术的智能采矿系统中的一个核心技术就是人工智能技术。
通过人工智能技术,智能采矿系统可以通过数据的分析和处理,更加准确地掌握矿山的采矿情况。
可以预测可能发生的隐患,提前模拟采矿过程,确保采矿作业安全、高效、环保。
人工智能技术可以支撑智能采矿系统中的多种功能,比如实时环境感知、虚拟仿真、路径规划等。
三、数据共享与安全问题在智能采矿系统中,需要将多个机器人采集的数据进行集合处理和分析。
这就需要一个高效的数据共享平台。
通过数据共享平台,采矿人员可以随时查看或下载采矿机器人收集的数据信息,以便更好的把握矿山的实时状况。
但是,在数据共享方面也存在诸多安全隐患,需要制定专门的安全措施保障数据的安全。
四、机器人采矿面临的挑战虽然机器人采矿技术在提高生产效率和保证安全方面有着广阔的前景,但是在实际应用过程中也面临着很多挑战。
比如机器人的能源问题、机器人的关节稳定性、机器人的自主控制、机器人的任务分配等方面都需要进行进一步完善和改进。
五、结语机器人采矿技术是未来采矿领域的趋势,通过机器人实现采矿的自主化,可以有效地提高采矿效率和降低生产成本。
但是,实现机器人采矿技术的全面应用仍需要相应的技术支撑和政策支持。
机器人在采矿与矿山工程中的应用与发展随着科技的不断进步和人工智能技术的成熟,机器人在各个领域都得到了广泛应用,其中包括采矿与矿山工程。
机器人在这个领域中的应用正逐渐改变着传统的矿山作业方式,并带来了一系列的发展机遇和挑战。
一、机器人在采矿中的应用1.1 无人驾驶采矿车辆传统的矿山作业中,采矿车辆的驾驶员通常需要长时间的驾驶和操作,而且作业环境恶劣,存在一定的安全风险。
而采用机器人驾驶无人驾驶采矿车辆,可以大大提高作业效率,减少事故发生的可能性。
1.2 机器人采矿设备在矿山工程中,一些危险和繁重的工作往往需要人工来完成,如爆破、挖掘等。
通过使用机器人采矿设备,可以有效减少人员伤亡和劳动强度,提高生产效率,并且能够在危险环境下进行工作。
1.3 机器人扫地机器人矿山作业中,经常会有大量粉尘和杂物产生,传统的清理方式费时费力,而且效果有限。
引入机器人扫地机器人,可以自主清理矿山作业现场,减少人力投入,提高清洁效果。
二、机器人在矿山工程中的发展2.1 智能化发展随着人工智能技术的不断发展,机器人在矿山工程中也越来越智能化。
他们可以通过自主感知、规划和决策,灵活应对各种复杂环境和任务。
这种智能化的发展,将进一步提高矿山工程的效率和安全性。
2.2 人机协同人机协同是机器人在矿山工程中另一个重要的发展方向。
通过机器人和人员的有效配合,能够更好地发挥双方的优势,提高工作效率和成果质量。
人机协同不仅可以减少人力投入,还可以提高工作的灵活性和适应性。
2.3 自主导航和避障能力机器人在矿山工程中的自主导航和避障能力的提升,是另一个关键的发展方向。
矿山工作环境复杂多变,机器人必须能够准确地感知周围环境,避免障碍物和危险区域,确保安全和高效的作业。
三、机器人在采矿与矿山工程中面临的挑战3.1 技术难题机器人在采矿与矿山工程中的应用依然面临许多技术难题,如自主感知、智能决策、机械臂操作等。
解决这些技术难题需要相关领域的专家和团队不断努力,加大科研投入。
机器人在煤矿和矿山中的应用在现代科技高速发展的时代,机器人作为一种智能的机械设备,被广泛应用于各个领域。
其中,尤为重要和值得关注。
煤矿和矿山是工业生产中一个重要的领域,也是一个较为危险的环境。
传统的人工开采存在安全隐患和效率低下等问题,机器人的应用可以有效地减少人力成本、提高工作效率、降低安全风险。
因此,研究机器人在煤矿和矿山中的应用具有重要意义。
首先,机器人在煤矿和矿山中的应用可以有效提高工作效率。
传统的煤矿和矿山开采方式主要依靠人工操作,劳动强度大、效率低等问题制约了生产力的提升。
而机器人作为一种具有智能学习和自主决策能力的机械设备,可以在无人操作的情况下完成矿山勘察、矿石开采、搬运、矿道维护等工作,大大提高了生产效率。
机器人在煤矿和矿山中的应用还可以实现连续作业,不受时间和环境限制,24小时不间断工作,进一步提高了生产效率。
其次,机器人在煤矿和矿山中的应用可以降低安全风险。
煤矿和矿山是一个高风险的工作环境,不仅存在火灾、瓦斯爆炸等自然灾害风险,还存在坍塌、事故伤亡等人为因素风险。
传统的煤矿和矿山开采方式依靠人工操作,存在安全隐患和事故风险。
而机器人作为一种可以替代人工操作的设备,可以在高温、高压、有毒有害等危险环境下工作,最大程度地减少了作业人员的安全风险。
机器人可以在发现矿井或矿山异常情况时及时发出警报,避免事故的发生,保障作业人员的安全。
再次,机器人在煤矿和矿山中的应用可以降低成本。
传统的煤矿和矿山开采方式依靠人工操作,需要大量的人力资源和财务支出,劳动成本高、效率低等问题严重制约了生产的发展。
而机器人作为一种可以替代人工操作的设备,可以大大降低人力成本,减少劳动强度,提高工作效率,降低生产成本。
机器人还可以根据矿山的具体情况进行智能化调度,最大程度地利用矿山资源,提高资源利用效率,降低开采成本。
此外,机器人在煤矿和矿山中的应用可以提高生产质量。
机器人作为一种精密、高效的机械设备,可以准确、稳定地完成矿山勘察、矿石开采、搬运等工作,提高了生产的精度和质量。
人工智能技术在矿山开采中的应用与发展概述:矿山开采是人类获取矿产资源的重要手段,对于经济社会发展具有重要意义。
然而,传统的矿山开采方式存在着许多问题,如人力资源不足、安全风险高等。
近年来,随着人工智能技术的发展,矿山开采领域也开始引入人工智能技术以解决这些问题。
本文将探讨人工智能技术在矿山开采中的应用及其发展潜力。
一、智能化设备与智能机器人应用人工智能技术在矿山开采中的应用首先表现为对设备和机器人的智能化改造。
通过引入智能化技术,可以提高设备的智能化程度,使得设备能够进行自主决策和自动操作,减少人工干预。
举例而言,智能采矿机器人可以根据地质条件进行智能控制,提高采矿效率;智能化爆破设备能够通过人工智能算法优化爆破参数,提高爆破效果;智能堆放机器人可以根据先进的图像识别和遗传算法进行智能堆放,提高堆矿效率等等。
总之,智能化设备和机器人的应用可以极大提高矿山开采效率、降低劳动力成本。
二、数据分析与预测人工智能技术在矿山开采中的另一个重要应用是对海量的数据进行分析和处理,以实现对矿山开采过程的精确预测。
通过运用机器学习和深度学习算法,可以从大量的传感器数据和历史数据中挖掘出有用的信息,以帮助矿工们做出更准确的决策。
例如,通过对矿山地质构造和矿石品位的数据进行深度学习模型训练,可以对矿山内部的资源分布进行预测,指导矿山设计和开采规划;通过对设备运行数据进行分析,可以实现设备故障的预警和维护管理;通过对矿井瓦斯含量数据进行处理,可以实现瓦斯爆炸的提前预警等等。
因此,数据分析与预测技术的应用可以提高矿山开采的安全性和效率。
三、虚拟仿真与智能调度矿山开采是一个复杂的过程,需要协调不同设备和人员的工作。
人工智能技术可以通过虚拟仿真和智能调度优化矿山开采过程。
通过建立矿山开采的虚拟仿真模型,可以模拟不同的开采方案和操作策略,评估其效果,并为矿山开采决策提供科学依据。
此外,智能调度技术可以根据矿山的实时情况,自动分配设备和人力资源,提高开采效率。
机器人在矿业领域的应用随着科技的不断进步,机器人技术逐渐走进了各个领域,其中矿业也不例外。
机器人在矿业领域的应用逐渐崭露头角,为矿业产业带来了革命性的变革。
本文将探讨机器人在矿业领域的广泛应用,从勘探到采矿、安全和环保等多个方面展开讨论。
一、勘探阶段的机器人应用在矿业的勘探阶段,传统的方法通常需要人工勘察,费时费力且风险较高。
但是,机器人的应用为这一阶段带来了新的解决方案。
无人机、无人潜水器和地质勘探机器人等自动化工具,能够以更高的效率进行地质勘探,收集各类数据,如地质构造、矿藏分布、矿物成分等。
这些数据的准确性和实时性对决策制定和资源开发至关重要。
二、采矿过程中的机器人应用在矿山的采矿过程中,机器人技术也发挥了关键作用。
自动化采矿设备,如自动钻井机、自动化输送带和自动化装载机,能够在矿山内执行危险任务,提高生产效率,减少人员伤亡风险。
这些机器人还可以通过远程操作或自主决策来处理不同的采矿任务,如挖掘、运输和装载,从而实现全天候的生产。
三、安全监测与救援机器人在矿山中的应用还包括安全监测和紧急救援。
矿山是一个危险环境,经常发生意外事故,如塌方、火灾和有毒气体泄漏。
机器人可以被用于监测潜在危险,例如检测有毒气体的浓度、监测地下巷道的稳定性,并能够在事故发生时进行紧急救援。
自主机器人和遥控机器人都可以派上用场,减少救援人员的风险。
四、环保和可持续性随着环保意识的不断增强,矿业企业也越来越注重降低其对环境的负面影响。
在这一方面,机器人同样发挥了积极作用。
例如,智能机器人可以被用于监测和管理废水排放,以确保其不会对周围生态系统造成破坏。
此外,自动化采矿设备通常能够更有效地利用资源,减少浪费,有助于实现可持续性采矿。
五、结语总结而言,机器人在矿业领域的应用已经逐渐成为现实,对于提高矿业生产效率、降低风险、保护环境和推动可持续发展都具有重要作用。
随着技术的不断进步,我们可以期待机器人技术在矿业领域的应用将进一步扩展,为这一行业带来更多的创新和进步。
机器人在矿业中的应用机器人的快速进步和广泛应用在各行各业中都带来了巨大的变革,而矿业作为一个不断发展和进步的领域也不例外。
机器人在矿业中的应用,不仅提高了效率和安全性,还带来了许多新的机遇和挑战。
一、自动化采矿技术随着科技的不断进步和机器人技术的发展,矿业也在向自动化采矿技术转型。
传统的采矿方式往往需要大量的人力资源,并且工作环境危险,同时效率较低。
而引入机器人后,可以通过远程控制、自主导航等技术实现矿山采矿的自动化。
机器人可以根据矿山地质条件和工作需求,自主选择最优路径进行矿石的采集和运输,大大提高了采矿效率。
此外,机器人具有24小时不间断工作的能力,可以在危险环境下代替人工进行作业,大大提高了工作的安全性。
二、无人机在矿山勘查中的应用矿山的勘查工作对于矿业企业的发展至关重要。
传统的勘查方式需要大量的人力资源和时间成本,但却不能保证勘查的准确性和效率。
而无人机作为一种新兴的勘查工具,已经开始在矿山中得到广泛应用。
无人机可以通过图像识别和数据采集的方式,对矿区进行快速而准确的勘查。
无人机可以根据需要进行低空航拍,获取高清晰度、高分辨率的图像数据。
这些数据可以帮助矿业企业更好地了解矿区地理条件和矿质情况,提高勘查的准确性和效率。
三、机器人在矿山安全监测中的应用矿山作为一个危险性较高的工作环境,事故的发生时有发生。
为了减少事故的发生,机器人在矿山的安全监测中起到了重要的作用。
机器人可以通过搭载传感器和摄像头等设备,对矿山的安全状况进行实时监测。
机器人可以自主巡逻,对矿区进行巡视,及时发现异常情况并报警。
此外,机器人还可以在事故发生时代替人工进行救援工作,大大减少了人员伤亡和财产损失。
四、机器人在矿山环境治理中的应用随着矿产资源的开采和工业化进程的加快,矿区环境的治理问题变得越来越紧迫。
机器人在矿山环境治理中的应用,可以有效地解决这些问题。
机器人可以使用多种传感器和测量设备对矿区的土壤、水源、大气等环境进行实时监测,及时发现和排查环境污染问题。
机器人在煤矿和矿山中的应用有哪些煤矿和矿山是非常危险、恶劣的工作环境,工人在这里面面临着爆炸、坍塌、有害气体等各种风险。
为了提高工人的安全和工作效率,机器人在煤矿和矿山中得到了广泛的应用。
下面我们将重点讨论机器人在煤矿和矿山中的应用。
第一,机器人可用于巡检任务。
在煤矿和矿山中,巡检是一项重要的任务,它涉及到对设备、管道、通道等的检查和维护,通常需要工人进入危险的区域进行操作。
但机器人可以代替工人完成这些任务,它们可以使用各种传感器来检测设备的运行状态,同时还可以通过摄像头、激光雷达等设备进行图像识别和空间感知。
机器人可以在不受限制的情况下进行任务,因此可以减少工人的风险。
第二,机器人可用于爆炸和其他灾害的应急处理。
在煤矿和矿山中,爆炸和其他突发事件可能会导致工人被困或者受伤。
机器人可以被设计成具有防爆功能,它们可以进入爆炸现场,通过图像识别和传感器检测,找到被困者的位置,并提供帮助。
另外,机器人还可以用于灾后的清理和积极控制爆炸风险。
第三,机器人可用于自动化开采。
在传统的煤矿和矿山开采过程中,工人需要进行大量的体力劳动,这不仅危险,也容易导致工人疲劳和健康问题。
而机器人可以实现开采过程的自动化,通过挖掘机器人、输送机器人等,可以减少对工人的依赖,提高开采效率,并降低对环境的影响。
第四,机器人可用于远程操作和监控。
在煤矿和矿山中,很多任务需要由工人亲自到现场进行操作,但这可能面临很多风险,比如有害气体、限制空间等。
而机器人可以通过远程操作和监控技术,实现对设备和工作环境的远程控制和监控。
工人可以通过控制台对机器人进行控制,通过传感器和摄像头获得实时数据,从而避免面临危险。
第五,机器人可用于无人开采。
无人矿山开采是当今矿山开采技术的一种重要趋势。
通过机器人和自动化设备的应用,可以实现对煤矿和矿山的全自动、无人化管理,从而降低对工人的依赖,提高开采效率和安全性。
例如,自动驾驶运输车、自动化装载系统等就是无人开采中的重要组成部分。
机器人技术在采矿业中的应用前景随着科技的不断发展和进步,机器人技术在各个领域都得到了广泛应用,其中包括采矿业。
传统的采矿方式存在诸多弊端,如高风险、高成本、低效率等问题。
而机器人技术的应用则为采矿业带来了革命性的变化,提升了生产效率,降低了劳动风险,并且在环境保护方面也有着巨大优势。
本文将探讨机器人技术在采矿业中的应用前景。
一、机器人在采矿过程中的应用1. 自动化采矿机器人技术在采矿过程中的一个重要应用是实现矿石的自动化采集。
传统的采矿过程需要大量人力参与,劳动强度大且风险高。
而机器人可以通过激光扫描、图像识别等技术,准确地识别矿石的位置和属性,并进行自动化采集。
这不仅提高了采集效率,还降低了工人的劳动强度和风险。
2. 地下探测和勘探机器人技术在采矿业中还可以应用于地下探测和勘探工作。
采矿过程中,勘探矿脉的准确性对于提高采收率、降低成本非常重要。
机器人可以搭载各种传感器、摄像头等设备,能够快速准确地获取地下矿脉的数据,并通过数据处理算法进行分析。
3. 无人机勘察无人机技术是机器人技术在采矿业中的又一个重要应用领域。
传统的采矿勘察需要大量人力和时间,而无人机可以快速高效地完成勘察任务。
无人机搭载的摄像头和传感器可以实时获取采矿现场的图像和数据,通过机器学习算法进行分析,提供准确的勘察结果。
4. 自动化运输和搬运机器人技术在采矿业中的另一个重要应用是自动化运输和搬运。
传统的采矿过程中,矿石需要通过重型机械进行搬运,这既需要大量的能源,又对环境造成了污染。
而机器人可以通过智能导航和物体识别技术,自动化地完成矿石的运输和搬运工作,减少了能源消耗和环境污染。
二、机器人技术在采矿业中的优势1. 提升生产效率机器人技术在采矿业中的应用,可以实现自动化生产,大大提升了生产效率。
机器人可以全天候、高速度地工作,减少了生产线上的等待和停工时间。
而且机器人在进行矿石采集、勘探、运输等环节,不需要休息和休假,可以持续工作,充分发挥生产潜力。
机器人在矿山工业中的应用案例在矿山工业中,机器人的应用已经越来越广泛,可以说是传统人工劳动力的重要替代品。
机器人可以在恶劣的工作环境下工作,而且他们的准确性、速度、效率、环境适应性、安全性和可靠性都非常突出。
下面,本文将重点介绍机器人在矿山工业中的应用案例。
一、智能掘进机器人智能掘进机器人是现代化采矿的一种新型技术,被广泛应用于煤矿、金属矿山、水泥等非金属矿场。
该机器人可以避免造成矿山催化灾害,且环保性能良好,还可以提高采矿的效率和质量。
智能掘进机器人可以通过激光测距,三维施工模拟等技术实现自主导航、虚拟仿真、智能控制、精准定位等功能,是矿山采矿中值得推广的一种新技术。
二、无人开采机器人无人开采机器人是目前矿山工业中比较成熟的技术之一,主要应用于采药、矿石等矿山的开采作业,它可以实现自动控制、免除人工等优势,缩短了矿山开采的周期和成本,并且提高了工作安全性。
无人开采机器人有着自动化水平高、耐用性等优势和特点,适用于矿山开采的各个环节,可以根据矿山自身特点制定有效的工作方案,大力推广其应用。
三、自动化检测机器人随着技术的不断进步,自动化检测机器人的开发、应用也越来越成熟。
自动化检测机器人可以在矿山内实现计算机视觉技术的应用,可以较高精度的检测矿物深度、质量、成分和形状等属性,这对于科学矿物分析、矿物评价、矿产预测、矿物资源保护、矿物资源合理开采具有重要意义。
目前,自动化检测机器人已经被广泛应用于矿山的采矿、探测、测量等环节,已成为矿山产业的重要组成部分。
四、智能化拆除机器人矿山中还有大量的老化设备需要拆除,这部分工作一般是人工进行,效率低,安全性也较差。
而智能化拆除机器人则可以可以快速完成拆除作业,提高了拆除效率,还可以避免人员伤亡的发生。
特别是在不同地形下的拆除,智能化拆除机器人的使用体现出了尤为突出的优势。
总而言之,机器人技术的不断发展和应用,为矿山工人带来了更好的工作环境和更高效的生产方式,也推动了我国矿产开采工业的快速发展。
机器人在地质与矿产资源勘探中的应用随着科技的不断发展和创新,机器人在各个领域中发挥着越来越重要的作用。
在地质与矿产资源勘探方面,机器人的应用正变得越来越普遍。
本文将探讨机器人在地质与矿产资源勘探中的应用,并分析其优势以及对勘探工作的影响。
一、机器人在地质勘探中的应用机器人在地质勘探中的应用主要包括以下几个方面:1.1 无人机勘探无人机是一种能够在无人操控的情况下进行飞行的飞行器。
在地质勘探中,无人机可以携带各种传感器和设备,对目标区域进行航拍和探测。
无人机能够飞越崎岖的地形,获取高分辨率的地形图像和遥感数据,有助于勘探人员进行地质结构分析和矿产资源勘测。
1.2 地质测量机器人地质测量机器人是一种能够在地表上移动并完成特定任务的智能机器人。
它能够携带各种测量设备,如激光扫描仪、地质雷达等,对地表进行高精度的测量和探测。
地质测量机器人能够精确地获取地质数据,帮助勘探人员快速而准确地了解地下地质情况。
1.3 无人潜水器勘探无人潜水器是一种能够在水下环境中工作的机器人。
在海洋资源勘探中,无人潜水器可以携带各种探测设备,如声纳、摄像机等,对海底地质和矿产资源进行探测。
无人潜水器能够深入水下,获取到海底地质和矿产资源的详细信息,为勘探工作提供重要数据。
二、机器人在矿产资源勘探中的应用机器人在矿产资源勘探中的应用主要体现在以下几个方面:2.1 自动化采矿传统的采矿方式需要人工进行,存在着工作强度大、危险性高等问题。
而借助机器人技术,可以实现采矿作业的自动化。
机器人能够在矿山中进行自主导航,根据预先设定的路径完成采矿任务。
自动化采矿不仅能够提高工作效率,还能够减少人员伤亡事故的发生。
2.2 矿山安全监测矿山工作环境复杂且存在一定危险性,矿山安全监测是一项非常重要的任务。
机器人可以进入矿井、巷道等危险地区,携带各种传感器和相机,实时监测矿井的安全状况。
机器人能够对矿井气体浓度、地质构造、温度等进行监测,提前发现潜在的安全隐患。
贵州大学2011-2012第2学期
《矿山机械与设备》期末考试试题
学校: 贵州大学
专业: 矿业学院
班级: 安全091班
学号: 0908010014
姓名: 陈秋吉
2012年6 月21日星期四
机器人技术在矿山中的应用
摘要机器人技术已经广泛应用于各种领域,矿山机器人在井下的作用也越来越变得重要,文章主要列出以及简要的介绍了机器人技术在煤矿采掘、凿岩、喷浆、巡检、抢险救灾这几个方面的应用。
主题词机器人技术矿山应用
前言
我国是产煤大国,现年产量近38亿吨而居世界首位。
我国又是以煤炭为第一能源的国家,近年来,随着国家经济的发展,对煤炭的需求量也在逐年增加,但由于煤炭生产多是在井下作业,井下环境恶劣、条件复杂、灾害严重。
在井下采煤工作面以及掘进巷道,往往伴随着粉尘、潮湿、振动、噪声,甚至辐射等严重的环境污染问题。
而且,这些施工作业不仅劳动强度大,有时还会使操作人员遭遇冒顶、透水、瓦斯爆炸、瓦斯突出等危险。
矿山中的机器人
伴随着经济和科技的飞速进步,机器人技术越来越广泛地应用到各种领域中开发未知及不确定环境。
目前,国际上的机器人学者从应用环境出发将机器人分为2 类,即制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人,这和我国的分类是一致的。
而煤矿机器人属于非制造环境下的特种机器人,也可称机器人化机器。
根据井下作业的特殊条件和特点,机器人在煤矿中的应用主要有采掘、凿岩、喷浆、巡检、抢险救灾。
①采掘机器人
在采煤工作面会有采煤和移架产生的大量煤尘,而煤尘具有爆炸性就会存在隐患。
煤层中溢出的瓦斯也具有威胁性。
以及顶板支护处理不当则会造成冒顶事故。
可以说采煤工作面的工作环境是十分恶劣和危险的,还是不太适宜人类工作。
因此,采用通过采掘设备加装智能控制单元构成的遥控机器人进行煤层的采掘是不错的方法。
这种采掘机器人可以应用现有合适的采掘设备通过加装有合适光源和视觉、听觉、振动等传感器,经处理单元人工智能化处理,进行自主采掘作业。
②凿岩机器人
巷道掘进是现代煤矿大规模基础设施建设中的一项难度大、耗资耗时多、劳动条件差但又十分关键、十分重要的施工作业。
隧道开挖一般采用掘进法和钻爆法,但是这两种方法都没能达到经济效益最好的效果。
随后,世界上几乎所有的发达国家都推出了具有机器人特征的半自动计算机辅助凿岩台车和全自动凿岩台车,也就是凿岩机器人。
由于这类凿岩机器人主要用于隧道的开挖,所以将它称为巷道凿岩机器人。
这种机器人可以利用传感器来确定巷道的上缘,这样就可以自动瞄准巷道缝,然后把钻头按规定的间隔布置好,钻孔过程用微机控制,随时根据岩石硬度调整钻头的转速和力的大小以及钻孔的形状,这样可以大大提高生产率,人只要在安全的地方监视整个作业过程就行了。
以我国为例,中南大学何清华教授率领的科研团队,在上世纪80年代就开始了对凿岩机器人的研究,于2000年成功开发出具有国际先进水平的我国第一台隧道凿岩机器人(如图1)。
圈1 隧道凿岩机器人
③喷浆机器人
喷浆支护是国内近几十年来大力推广应用的一种巷道支护新工艺。
与传统的木材、钢梁支护方法相比,喷浆支护不仅节省大量木材和钢材,而且具有施工速度快、支护效果好等优点。
但人工喷浆却存在严重不足:喷浆作业时,混凝土回弹率高达30%-50%,即大量混凝土弹落回地面,造成材料的严重浪费;作业现场粉尘飞扬,严重危害工人健康;大断面隧道高度一般在6-10米,甚至更高,人工喷浆时需要脚手架,这样不仅施工速度慢,而且费工、费料,作业效率低;工程质量难以控制。
喷浆机器人可用于一切需要喷浆的工程中。
采用喷浆机器人不仅可以提高喷涂质量,也可以将人从恶劣和繁重的作业环境中解放出来。
④瓦斯、地压、粉尘、风速巡检机器人
瓦斯、粉尘和冲击地压是井下作业中的3个不安全的因素,一旦发生突然事故,是相当危险和严重的。
但瓦斯和冲击地压在形成突发事故之前,都会表现出种种迹象,如岩石破裂等。
采用带有专用新型传感器的移动式巡检机器人,可连续监视采矿状态,便于及早发现事故突发的先兆,采取相应的预防措施。
还有巡检时随时记录巷道的风速并发到主机电脑,发现巷道有漏风或是风速不够,马上做出反应,采取措施。
⑤抢险救灾机器人
近年来我国的矿难事故越来越频繁,死亡人数越来越多,一方面是由于安全生产存在隐患,另一方面也由于救援工作不及时,或由于存在着救援过程中的矿井再次坍塌、瓦斯爆炸等危险延误了救援工作,所以应用完善的救援机器人进行矿井救援,协助救护人员深入矿井,完成有一定危险性的救援工作,救出被困的矿井工人,将伤亡人数降到最少。
煤矿救灾机器人采用自主避障和遥控引导相结合的行走控制方式,能够深入事故矿井探测前方的火灾温度、瓦斯浓度、灾害场景、呼救声讯等信息,并实时回传现场信息和图象,为救灾指挥人员提供重要的现场灾害信息。
同时,搜救机器人上携带了急救药品、食物、生命维持液和简易自救工具,以协助被困人员实施自救和逃生。
国内,2006 年 6 月,中国矿业大学可靠性工程与救灾机器人研究所研制的CUMT-Ⅰ型矿井搜救机器人,是我国第一台用于煤矿救援的机器人(如图2)。
图2 CUMT-Ⅰ型矿井搜救机器人
结语
随着机器人研究的不断深入和发展,煤矿机器人的应用领域将越来越宽,经济效益和社会效益也会越来越显著。
考虑到社会上对煤炭需求量日益增长的趋势,煤炭开采的恶劣环境以及机器人发展的趋势,将机器人引入到煤炭开采过程势在必行。
在这种趋势下,不久将来煤矿将实现无人化矿井。
参考文献
1、矿山搜寻机器人行走机构运动系统的研究
赵明辉闫东李全韩君飞郝立平贾瑞清
(煤炭科学研究总院上海分院,上海中国矿业大学(北京)机电学院,北京)2、总线及其在喷浆机器人中的应用
周风余李贻斌李彩虹尹燕芳肖海荣
(山东科技大学机器人研究中心济南交通专科学校电系)
3、地下矿机器人技术发展趋势与前景
教授、博士 B.科纽赫博士 G.安费罗夫
(俄罗斯科学院煤炭研究所)
4、机器人技术在工程机械行业中的应用及关键技术的探讨
管荣根傅伟顾玲
(扬州大学机械工程学院)
5、机器人与全矿山自动化
李东晓黎彦学
(天地(常州) 自动化股份有限公司北京研究中心,北京甘肃兰阿煤业有限责任公司,甘肃兰州)
6、智能机器人的发展及其在矿山的应用
许世范
(中国矿业大学自动化系)。