李芳瑋 胡而已 張冬陽(yáng)

(1.應(yīng)急管理部信息研究院煤礦機(jī)器人協(xié)同推進(jìn)中心，北京市朝陽(yáng)區(qū)，100029； 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，江蘇省徐州市，221116)

目前，煤礦生產(chǎn)過程中仍然存在災(zāi)害重、風(fēng)險(xiǎn)大、下井人員多、危險(xiǎn)崗位多等情況，在全國(guó)煤礦249萬從業(yè)人員中，從事采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、安控等危險(xiǎn)繁重崗位人員占比達(dá)60%以上，是目前最迫切需要開展機(jī)器人換人的高危行業(yè)。受限于煤炭井下開采的復(fù)雜和惡劣作業(yè)環(huán)境，煤礦機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用是特種機(jī)器人領(lǐng)域技術(shù)難度最大的種類之一。要實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)器人下井，真正替代礦工開展井下復(fù)雜環(huán)境作業(yè)，依賴于防爆材料、能源動(dòng)力、精準(zhǔn)定位、無線通訊等相關(guān)技術(shù)研發(fā)取得突破性進(jìn)展，為各類煤礦機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用提供技術(shù)保障。

1 煤礦智能化建設(shè)的背景和意義

1.1 推進(jìn)煤礦智能化建設(shè)

長(zhǎng)期以來，我國(guó)一直是世界第一大煤炭生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，煤炭對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展起到了舉足輕重的作用。改革開放40多年來，在黨中央、國(guó)務(wù)院的堅(jiān)強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)下，在各地區(qū)、各有關(guān)部門和廣大煤礦企業(yè)的共同奮斗下，煤礦安全生產(chǎn)法律體系逐步健全，監(jiān)管監(jiān)察體制日趨完善，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，安全科技水平持續(xù)提升，防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)能力明顯增強(qiáng)，煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)持續(xù)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)。但在煤礦生產(chǎn)過程中任然存在災(zāi)害重、風(fēng)險(xiǎn)大、下井人員多以及危險(xiǎn)崗位多等特點(diǎn)，在全國(guó)煤礦249萬從業(yè)人員中，從事采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、安控等危險(xiǎn)繁重崗位人員占比達(dá)60%以上，是目前最迫切需要開展機(jī)器人換人的高危行業(yè)。通過煤礦智能化建設(shè)，將進(jìn)一步推進(jìn)我國(guó)機(jī)械化制造業(yè)、信息化產(chǎn)業(yè)以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，已經(jīng)成為我國(guó)現(xiàn)階段國(guó)家工業(yè)化和國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的客觀需要。

煤礦智能化建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)工作面無人(少人)化操作，減少煤礦井下高危險(xiǎn)和高強(qiáng)度關(guān)鍵崗位用工，從根本上提高了煤礦生產(chǎn)作業(yè)安全系數(shù)，降低煤礦風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，提高事故防控能力，有利于煤礦減人增效，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，保護(hù)職工安全健康，對(duì)于推動(dòng)煤炭開采技術(shù)革命、煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展以及保障國(guó)家能源安全供應(yīng)具有重要而深遠(yuǎn)的意義。

1.2 建設(shè)無人(少人)礦井

習(xí)近平總書記指出，要牢固樹立發(fā)展絕不能以犧牲安全為代價(jià)的紅線意識(shí)。黨的十九大報(bào)告提出“永遠(yuǎn)把人民對(duì)美好生活的向往作為奮斗目標(biāo)”，新時(shí)代煤礦安全發(fā)展要從“遏制群死群傷的重特大事故”向“遏制較大事故和一般死亡事故”轉(zhuǎn)變，不僅要遏制事故發(fā)生，也要關(guān)注礦工傷害事故和職業(yè)健康，在消滅事故和職業(yè)危害的基礎(chǔ)上，努力實(shí)現(xiàn)礦工體面勞動(dòng)和有尊嚴(yán)地勞動(dòng)。建設(shè)無人(少人)礦井實(shí)現(xiàn)“無人則安，少人則安”，大幅度改善煤礦井下作業(yè)環(huán)境，對(duì)于實(shí)現(xiàn)新時(shí)代煤礦安全發(fā)展目標(biāo)和礦工對(duì)美好生活的向往將起到重要作用。

1.3 以機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用引領(lǐng)煤礦“四化”建設(shè)

推進(jìn)煤礦“四化”建設(shè)，實(shí)現(xiàn)煤炭安全高效綠色開采和清潔高效利用，成為提高煤礦本質(zhì)安全水平、促進(jìn)煤礦安全發(fā)展的必由之路和推進(jìn)煤炭工業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的根本出路。實(shí)施煤礦機(jī)器人下井，大力推進(jìn)各作業(yè)崗位的機(jī)器人替代，是貫徹落實(shí)總書記防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)和安全生產(chǎn)重要指示精神，實(shí)現(xiàn)“從減少災(zāi)害損失到減輕災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)”重大舉措的有力保證，是全國(guó)煤礦安全發(fā)展的正確方向。大力研發(fā)應(yīng)用井下機(jī)器人，提升煤礦本質(zhì)安全水平和煤礦安全保障能力，促進(jìn)煤礦安全生產(chǎn)形勢(shì)持續(xù)穩(wěn)定好轉(zhuǎn)刻不容緩。在2019年的全國(guó)煤礦安全生產(chǎn)工作會(huì)議上，國(guó)家煤監(jiān)局提出要以機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用引領(lǐng)煤礦“四化”建設(shè)，鼓勵(lì)支持煤礦企業(yè)與國(guó)內(nèi)外科研單位、機(jī)器人制造企業(yè)開展合作，加快推進(jìn)研發(fā)應(yīng)用。

2 煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的政策導(dǎo)向與協(xié)同創(chuàng)新

從2018年4月開始，國(guó)家煤監(jiān)局一直在謀劃、部署和推動(dòng)機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用工作，大力推動(dòng)頂層設(shè)計(jì)、協(xié)調(diào)爭(zhēng)取政策支持、搭建平臺(tái)協(xié)同推進(jìn)、扎實(shí)做好服務(wù)支撐，為提升煤礦本質(zhì)安全水平發(fā)揮了積極的作用，煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用取得了一定的進(jìn)展。

2.1 煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的頂層設(shè)計(jì)

2018年9月，在應(yīng)急管理部信息研究院成立了“煤礦機(jī)器人協(xié)同推進(jìn)中心”，專門協(xié)助國(guó)家煤監(jiān)局行管司進(jìn)行煤礦機(jī)器人的頂層設(shè)計(jì)。2019年1月，通過組織開展調(diào)研摸底、研討論證并廣泛征求意見，制定發(fā)布了《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》(國(guó)家煤監(jiān)局2019年第1號(hào)公告)，重點(diǎn)研發(fā)應(yīng)用掘進(jìn)、采煤、運(yùn)輸、安控和救援5類、38種煤礦機(jī)器人，引導(dǎo)煤炭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、機(jī)器人制造企業(yè)和全社會(huì)參與研發(fā)應(yīng)用，把握煤礦安全需求重點(diǎn)，鼓勵(lì)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)，力爭(zhēng)盡快在煤礦機(jī)器人技術(shù)上有新的突破，使煤礦實(shí)現(xiàn)“少人則安、無人則安”。《目錄》發(fā)布后，中央電視臺(tái)等主流媒體給予了極大關(guān)注，引起社會(huì)強(qiáng)烈反響。

在2019年兩會(huì)期間，應(yīng)急管理部副部長(zhǎng)、國(guó)家煤監(jiān)局局長(zhǎng)黃玉治提交了政協(xié)提案《大力推進(jìn)煤礦智能裝備和機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用》，建議做好煤礦智能裝備、機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用頂層設(shè)計(jì)，強(qiáng)化基礎(chǔ)前沿科學(xué)和關(guān)鍵技術(shù)研究，支持煤炭行業(yè)智能裝備、機(jī)器人示范工程建設(shè)，加大對(duì)煤礦機(jī)器人產(chǎn)業(yè)政策支持力度，推進(jìn)智能裝備、機(jī)器人在煤礦研發(fā)應(yīng)用，推進(jìn)高素質(zhì)人員隊(duì)伍建設(shè)。

2.2 各項(xiàng)政策支持

為了支持煤礦智能裝備和機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用，國(guó)家發(fā)改委辦公廳印發(fā)了《國(guó)家發(fā)展改革委辦公廳關(guān)于組織申報(bào)2019年煤礦安全改造中央預(yù)算內(nèi)投資計(jì)劃的通知》(發(fā)改辦能源〔2018〕1035 號(hào)),將煤礦智能裝備推廣應(yīng)用納入30億元國(guó)債資金支持范圍，支持煤礦推廣應(yīng)用智能裝備，推進(jìn)機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人和智能裝備替代高危崗位作業(yè)。同時(shí)，應(yīng)急管理部、國(guó)家煤監(jiān)局組織相關(guān)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)研究煤礦機(jī)器人急需解決的技術(shù)問題，向科技部申報(bào)了4項(xiàng)煤礦機(jī)器人“卡脖子”項(xiàng)目，爭(zhēng)取在關(guān)鍵技術(shù)上有所突破。

2.3 推進(jìn)協(xié)同創(chuàng)新

搭建平臺(tái)，推進(jìn)煤礦機(jī)器人協(xié)同創(chuàng)新，組織協(xié)調(diào)相關(guān)部門參與全國(guó)煤礦基礎(chǔ)建設(shè)推進(jìn)大會(huì)，組織中國(guó)科學(xué)院、潞安集團(tuán)、國(guó)家能源集團(tuán)、兗礦集團(tuán)等近20家企業(yè)、機(jī)構(gòu)和科研院所展示煤礦智能裝備和機(jī)器人技術(shù)、產(chǎn)品及應(yīng)用情況。同時(shí)，組織開展煤礦機(jī)器人技術(shù)專題講座，掌握煤礦機(jī)器人最新研發(fā)成果以及煤礦企業(yè)需求，推進(jìn)產(chǎn)、學(xué)、研、用合作，促進(jìn)跨界合作和信息交流。

3 煤礦機(jī)器人共性關(guān)鍵技術(shù)

國(guó)外煤礦機(jī)器人研究起步較早，美國(guó)自20世紀(jì)80年代開始陸續(xù)研制出計(jì)算機(jī)控制采煤作業(yè)系統(tǒng)及多種特種機(jī)器人，澳大利亞、印度及南非等幾大主要煤炭生產(chǎn)國(guó)煤炭資源賦存深度淺，以露天開采為主，露采裝備自動(dòng)化、智能化水平和開采機(jī)器人化程度較高，機(jī)器人應(yīng)用起步早，技術(shù)先進(jìn)。我國(guó)煤礦目前多以井工開采為主，開采深度更大、地質(zhì)條件更復(fù)雜，井工開采作業(yè)機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用難度更大，且由于安全管理規(guī)程等條件的限制，國(guó)外各類機(jī)器人技術(shù)及裝備無法直接應(yīng)用于國(guó)內(nèi)多數(shù)煤礦企業(yè)。

2008年以來，我國(guó)設(shè)立了“十二五”863計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目“煤礦井下采掘裝備遙控關(guān)鍵技術(shù)”，“十三五”國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展973計(jì)劃項(xiàng)目“深部危險(xiǎn)煤層無人采掘裝備關(guān)鍵基礎(chǔ)研究”，完成了掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程控制技術(shù)及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)研究，取得了一系列綜掘裝備自主導(dǎo)航和控制原理與實(shí)現(xiàn)方法的基礎(chǔ)理論成果，有效提高了我國(guó)采掘設(shè)備自動(dòng)化關(guān)鍵技術(shù)水平。但要實(shí)現(xiàn)煤礦機(jī)器人下井，真正替代礦工開展井下復(fù)雜環(huán)境作業(yè)，還有賴于防爆材料、能源動(dòng)力、精準(zhǔn)定位、無線通訊等相關(guān)技術(shù)研發(fā)取得突破性進(jìn)展，為各類煤礦機(jī)器人的研發(fā)應(yīng)用提供技術(shù)保障。

3.1 煤礦機(jī)器人的輕質(zhì)防爆材料

煤礦井下作業(yè)環(huán)境特殊，機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到井下不僅要解決防爆、防塵、防潮、防水、抗腐蝕等問題，還要在保證續(xù)航能力的同時(shí)具備越障能力強(qiáng)、可靠性高的機(jī)械結(jié)構(gòu)，這就對(duì)機(jī)器人的材料性能提出更高的要求。從技術(shù)上要研究井下輕質(zhì)機(jī)身防爆材料以及動(dòng)力材料制備工藝，探索抗高速?zèng)_擊震動(dòng)、動(dòng)態(tài)應(yīng)變強(qiáng)化、吸能降噪以及高溫的行為與機(jī)理，研究各種合金元素的含量與分布、組織結(jié)構(gòu)變化對(duì)煤礦井下環(huán)境輕質(zhì)材料燃點(diǎn)、高速碰撞摩擦?xí)r火花生成能力的影響規(guī)律并開發(fā)出有效的阻燃防護(hù)技術(shù)，研究不同煤礦井下服役時(shí)間、服役環(huán)境、服役部位對(duì)輕質(zhì)材料綜合性能的影響規(guī)律等。

3.2 長(zhǎng)續(xù)航、高能量密度的機(jī)器人動(dòng)力技術(shù)

《煤礦安全規(guī)程》中對(duì)使用蓄電池的設(shè)備有明確規(guī)定：“機(jī)車等移動(dòng)設(shè)備在專用充電硐室或者地面充電”，這就對(duì)煤礦機(jī)器人的動(dòng)力電源提出更高的要求。要深入研究適用于機(jī)器人的高能量防爆蓄電池和復(fù)雜工況下蓄電池隔爆設(shè)計(jì)輕量化技術(shù)，研究智能化電池管理系統(tǒng)及電池集成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)高效、高功率密度、高穩(wěn)定性的目標(biāo)。

3.3 井下特殊作業(yè)環(huán)境機(jī)器人自主精準(zhǔn)定位技術(shù)

導(dǎo)航技術(shù)是煤礦機(jī)器人等智能移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)的關(guān)鍵，目前機(jī)器人定位的理論與技術(shù)比較成熟，但對(duì)于在煤礦復(fù)雜環(huán)境下的定位、避障、路徑規(guī)劃等技術(shù)有待進(jìn)一步研究。需掌握井下封閉環(huán)境下機(jī)器人功能性需求與自主定位間的規(guī)律，提出適用于井下特殊用途的機(jī)器人自主定位系統(tǒng)方案，解決井下機(jī)器人精確定位、姿態(tài)感知等方面的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)問題。

3.4 煤礦機(jī)器人的無線通訊技術(shù)

井下巷道錯(cuò)綜復(fù)雜，無線通信信號(hào)受到巷道屏蔽，傳播距離有限，同時(shí)通信信號(hào)也會(huì)受到大型設(shè)備啟停產(chǎn)生的電磁干擾。針對(duì)井下高吞吐量以及動(dòng)態(tài)的網(wǎng)絡(luò)需求，研發(fā)基于分布式通訊的自組網(wǎng)無縫通信技術(shù)，研發(fā)用于煤礦機(jī)器人高可靠、抗干擾群體通訊系統(tǒng)裝置等。

4 煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用進(jìn)展

自國(guó)家煤監(jiān)局大力推動(dòng)煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用工作以來，煤炭行業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和制造企業(yè)基本形成了研發(fā)應(yīng)用機(jī)器人、加快發(fā)展智能裝備的共識(shí)，研發(fā)應(yīng)用的自覺性進(jìn)一步增強(qiáng)。從整體上看，煤礦企業(yè)對(duì)《煤礦機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》發(fā)布的38種機(jī)器人均有應(yīng)用需求，但由于前期研究基礎(chǔ)、當(dāng)前技術(shù)水平和井下作業(yè)環(huán)境的不同，各類煤礦機(jī)器人的研發(fā)進(jìn)程略有差異，通過調(diào)研，大體可以將煤礦機(jī)器人研發(fā)進(jìn)展分為3個(gè)層次。

4.1 技術(shù)相對(duì)成熟，已實(shí)現(xiàn)部分現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

(1)無人化掘進(jìn)裝備研發(fā)取得了積極進(jìn)展。掘進(jìn)機(jī)器人已在山東臨礦內(nèi)蒙古上海廟礦業(yè)公司有所應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了軟巖條件下掘錨一體遙控作業(yè)。直徑為6.33 m的煤礦巷道巖巷全斷面掘進(jìn)機(jī)成功應(yīng)用于山東能源新礦集團(tuán)新巨龍公司，該設(shè)備設(shè)計(jì)掘進(jìn)速度為500～800 m/月，采用盤形滾刀破巖機(jī)理，利用全斷面刀盤一次破巖成洞。小斷面盾構(gòu)機(jī)也成功用于重慶渝新能源打通一礦瓦斯巷掘進(jìn)，解決了傳統(tǒng)掘進(jìn)施工過程中粉塵大、速度慢、危險(xiǎn)性高等問題。

(2)智能化采煤工作面技術(shù)相對(duì)比較成熟。多家煤機(jī)企業(yè)研發(fā)的采煤機(jī)已具備自主運(yùn)行、記憶截割等功能，實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制和遙控操作。智能化工作面控制系統(tǒng)研發(fā)工作也在積極開展，由于采煤機(jī)自主導(dǎo)航定位、煤巖識(shí)別等技術(shù)還不完善，采煤工作面機(jī)器人群協(xié)同聯(lián)動(dòng)作業(yè)的連續(xù)性和穩(wěn)定性還有待提高。

(3)巡檢類機(jī)器人應(yīng)用較為廣泛。皮帶機(jī)巡檢機(jī)器人、巷道巡檢機(jī)器人已在同煤集團(tuán)塔山煤礦、棗礦集團(tuán)高煤公司等地投入使用。工作面巡檢機(jī)器人已在黃陵一號(hào)煤礦投入使用，實(shí)現(xiàn)了工作面視頻和設(shè)備狀況等多參數(shù)感知；地面電站巡檢機(jī)器人已經(jīng)在陽(yáng)煤集團(tuán)等企業(yè)推廣應(yīng)用。

(4)智能煤矸分選機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用進(jìn)展迅速。目前選矸機(jī)器人研發(fā)企業(yè)較多，技術(shù)相對(duì)成熟，多家公司的產(chǎn)品已在開灤集團(tuán)、內(nèi)蒙古伊泰能源、潞安集團(tuán)、國(guó)電投等煤礦企業(yè)投入使用，取得了初步效果。

4.2 已立項(xiàng)研發(fā)關(guān)鍵技術(shù)仍需突破

(1)錨、鉆、噴漿類機(jī)器人具備一定的前期基礎(chǔ)。開灤集團(tuán)、兗礦集團(tuán)、山東能源集團(tuán)等煤礦企業(yè)與國(guó)內(nèi)多家企業(yè)開展緊密合作，實(shí)現(xiàn)鉆錨作業(yè)的機(jī)器人化。部分噴漿機(jī)器人已實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控，有效減少了噴漿作業(yè)的用工數(shù)量，在此基礎(chǔ)上，兗礦集團(tuán)、晉煤集團(tuán)已就噴漿機(jī)器人立項(xiàng)研究。探水鉆孔、防突鉆孔、防沖鉆孔三類機(jī)器人的本體較為類似，可基于同一平臺(tái)研發(fā)，平煤集團(tuán)已立項(xiàng)研發(fā)防突鉆孔機(jī)器人，正在開展工業(yè)性試驗(yàn)，目前仍以遙控操作為主、自主移動(dòng)為輔，相關(guān)科研單位正組織科技攻關(guān)，重點(diǎn)解決鉆孔機(jī)器人的井下自主移動(dòng)、導(dǎo)航定位、自動(dòng)鉆進(jìn)等問題。

(2)清理、搬運(yùn)類機(jī)器人部分已完成樣機(jī)試制。潞安集團(tuán)、陜煤化集團(tuán)等都對(duì)搬運(yùn)機(jī)器人提出了具體需求，輔助錨桿搬運(yùn)機(jī)械臂已研發(fā)成功，完成了樣機(jī)的試制。巷道清理機(jī)器人、煤倉(cāng)清理機(jī)器人、巷道沖塵機(jī)器人的研發(fā)也已相繼開展，完成了部分樣機(jī)的試制。水倉(cāng)清理機(jī)器人研發(fā)的廠家相對(duì)較多，已實(shí)現(xiàn)清理作業(yè)的遙控操作，開灤集團(tuán)也與相關(guān)科研單位積極開展合作研發(fā)，主要解決水倉(cāng)清理系統(tǒng)自動(dòng)化、智能化的問題。

(3)探險(xiǎn)、排險(xiǎn)類機(jī)器人正處于研發(fā)攻關(guān)階段。多家煤炭企業(yè)已與相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)合作研發(fā)危險(xiǎn)氣體巡檢機(jī)器人。冀中能源集團(tuán)與相關(guān)企業(yè)及科研院所合作成立了煤礦智能化工程研究中心，研發(fā)智能排水機(jī)器人，下一步將開展工業(yè)性試驗(yàn)。礦井救援機(jī)器人研發(fā)也取得進(jìn)展，樣機(jī)在同煤集團(tuán)塔山煤礦和救護(hù)大隊(duì)開展了工業(yè)性試驗(yàn)，但還需要進(jìn)一步提升災(zāi)后復(fù)雜環(huán)境下的施救能力。

(4)露天作業(yè)類機(jī)器人進(jìn)入工業(yè)性試驗(yàn)階段。中煤集團(tuán)積極研發(fā)露天煤礦穿孔爆破機(jī)器人，已準(zhǔn)備開展工業(yè)性試驗(yàn)；能夠?qū)崿F(xiàn)無人礦卡和電鏟間智能協(xié)同作業(yè)的露天礦電鏟智能遠(yuǎn)程控制自動(dòng)裝載系統(tǒng)以及露天礦卡車無人駕駛系統(tǒng)等也正在積極研發(fā)之中。

4.3 技術(shù)難度較大，研發(fā)進(jìn)展較慢

(1)支護(hù)類機(jī)器人智能化難度較大。由于采、掘工作面的復(fù)雜多樣化，各種支護(hù)類機(jī)器人需要針對(duì)具體工況開展個(gè)性化研發(fā)，具有研發(fā)難度較大、成本高、周期長(zhǎng)以及不利于推廣等特點(diǎn)，企業(yè)參與積極性不高。掘進(jìn)工作面機(jī)器人群在原理上可行，但系統(tǒng)集成難度較大，可靠性有待提高，未見成套技術(shù)裝備。

(2)井下零散工種作業(yè)類機(jī)器人尚未有實(shí)質(zhì)性推進(jìn)。破碎機(jī)器人、車場(chǎng)推車機(jī)器人、管道巡檢機(jī)器人、密閉砌筑機(jī)器人未有進(jìn)展；陽(yáng)煤集團(tuán)提出了管道安裝機(jī)器人需求，但目前相關(guān)研發(fā)機(jī)構(gòu)的管道輔助抓舉的概念樣機(jī)還不能完全滿足要求。

(3)部分安控救援類機(jī)器人進(jìn)展較慢。山東能源臨礦集團(tuán)正積極聯(lián)系相關(guān)單位開展井筒安全智能巡檢機(jī)器人的預(yù)研工作。多家機(jī)器人研發(fā)企業(yè)分別在井下?lián)岆U(xiǎn)作業(yè)機(jī)器人和災(zāi)后搜救水陸兩棲機(jī)器人方面開展過研究，但近期未有進(jìn)展。通風(fēng)監(jiān)測(cè)機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用未取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

5 趨勢(shì)與展望

近年來，國(guó)有大型煤炭企業(yè)、煤機(jī)制造企業(yè)、相關(guān)科研機(jī)構(gòu)相繼在煤礦機(jī)器人領(lǐng)域投入資金積極進(jìn)行研發(fā)與應(yīng)用?！笆濉币詠?，隨著“礦山安全生產(chǎn)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)”等多項(xiàng)研究?jī)?nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)涉及煤礦機(jī)器人的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃立項(xiàng)實(shí)施，各類煤礦機(jī)器人及其相關(guān)技術(shù)也得到了大力推進(jìn)。但煤礦機(jī)器人減人換人作業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，總體而言，國(guó)內(nèi)煤礦機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用仍處于起步階段，目前尚未研發(fā)出成熟的煤礦機(jī)器人成套技術(shù)與裝備，無法真正實(shí)現(xiàn)井下多工種、全安全崗位的無人(少人)化總體目標(biāo)。由于煤礦井下環(huán)境的復(fù)雜性和特殊性，相關(guān)科研成果距離現(xiàn)場(chǎng)大面積推廣應(yīng)用還有一段距離，關(guān)鍵技術(shù)還需要進(jìn)一步集中力量研發(fā)攻關(guān)，成套裝備性能及其運(yùn)行可靠性還需要依托產(chǎn)、學(xué)、研、用協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制的努力進(jìn)一步提升。

科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。借助互聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術(shù)引領(lǐng)新時(shí)代煤炭產(chǎn)業(yè)技術(shù)革命，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)能源行業(yè)跨越式發(fā)展，將百萬礦工從煤礦一線的繁重勞動(dòng)和惡劣環(huán)境中解放出來，責(zé)任重大，任務(wù)艱巨，使命光榮，需要科技工作者和廣大從業(yè)人員凝心聚力，貢獻(xiàn)智慧，共創(chuàng)輝煌。