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我国煤矿机器人研发需解决稳定性和精准度等难题
据中国之声《新闻纵横》报道，多年以来，我国一直保持着世界第一大煤炭生产国和世界第一大煤炭消费国的地位，煤炭资源在我国一次能源消费中的比重维持在60%到70%，对我国经济发展发挥着举足轻重的作用。但与此同时，煤矿事故时有发生。
矿用抢险机器人应用现场
图为国内公司研发的无人操作智能采煤机工作示意图
矿用抢险机器人应用现场
在我国煤矿从业人员中，从事采煤、掘进、运输、安控等危险繁重岗位人员占比在60%以上，是目前最迫切需要开展“机器换人”的高危行业。为此，近日，国家煤矿安监局制定公布了《煤矿机器人重点研发目录》（下称《目录》），重点研发应用掘进、采煤、运输、安控和救援5类、38种煤矿机器人，对每种机器人的功能提出了具体要求。
煤矿机器换人预期效益惊人
据国家煤矿安监局煤矿机器人协同推进中心主任孔晋华介绍，《目录》指明了煤矿机器人重点研发方向和战略目标，以需求为导向，推进煤矿企业与科研、院校、机器人生产研发企业开展跨界合作，促进产学研用各个主体共创共享发展格局。
煤矿机器人预期效益惊人。中国矿业大学校长葛世荣所说，目前煤矿井下机器人大致分为四类，分别是掘进、采煤、运输和安控机器人。机器人化开采大约可减人80%、降低成本40%。500万吨的传统综采矿井，井下生产人员约500人，实现机器人化开采，井下人员可以少于80人。
图为国内公司研发的无人操作智能采煤机工作示意图
煤矿机器人研发难题需解决
面对煤矿灾害重、风险大、下井人员多、危险岗位多等情况，我国也在积极研发应用煤矿机器人，来相应减少井下作业人数、降低安全风险、提高生产效率、减轻矿工劳动强度。但由于研发起步晚、限制多、人才匮乏，当前我国煤矿机器人在技术上还有一系列问题亟待解决。孔晋华表示，尤其是煤矿机器人的稳定性和精准度问题。
有分析指出，由于井下作业具有复杂性和不可预测性，一旦机器人出现故障，不仅会造成巨大损失，还可能引发事故。例如，煤矿开采、掘进等设备的推进路径，必须要依靠精准定位和导航。然而，煤矿井下为封闭空间和复杂电磁环境，定位和导航的难度很大。
除此之外，地下复杂极端环境信息感知及稳定传输、大规模复杂系统数据分析、工作面设备故障自动化处理、复杂煤层自动割煤智能决策与控制等都是要攻关的难点。比如，智能自动控制采煤机截割高度，是智能化无人开采的核心技术之一。但由于井下煤层厚度、走向复杂多变，断层、陷落柱等地质结构也时常出现，给自动截割带来极大困难。
因此，机器人的稳定性和可靠性十分重要。但在当前，不管是结构的可靠性还是系统控制的可靠性，我国的研究成果还较少，需要通过更多的实践来反馈。
为煤矿机器人研发应用营造良好环境
2018年9月3日，国家发改委办公厅印发《国家发展改革委办公厅关于组织申报2019年煤矿安全改造中央预算内投资计划的通知》，将煤矿智能装备推广应用纳入30亿国债资金支持范围，支持煤矿推广应用智能装备，推进机械化换人、自动化减人和智能装备替代高危岗位作业。
孔晋华说，“我们其中最大的一个在于帮他们争取扶持的政策，把智能装备和煤矿机器人的相关内容纳入到这30亿国债资金，这就是其中的我们做的一项工作。我们可能不是直接给企业研发经费，我们鼓励他们遵循市场导向，企业亟须要解决这个问题，或者亟须要这款机器人的研发，可以和煤矿机器人的生产企业，还有和科研单位联合开发，我们从一些政策上的扶持或者争取来支持他们，包括一些后续的申请，包括一些立项，我们是从旁边可以多做一些扶持的工作。”
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