煤矿机器人研究现状与发展趋势

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1、煤矿机器人研究现状与发展趋势王国庆，许红盛，王恺睿(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州221116)摘要:从煤矿机器人主要应用，即煤矿日常生产作业、矿难事故处理与救援、日常监测与维护3个方面，介绍了国内外煤矿机器人的研究现状，并剖析了煤矿机器人在能源供给、导航、通信、可靠性方面面临的问题，最后展望了煤矿机器人技术发展趋势，以期为煤矿机器人的进一步开发利用提供参考。关键词:煤矿机器人;机器人技术;事故处理;监测维护中图分类号:TP242.2文献标志码:A文章编号:0253－2336(2014)02

2、－0073－05ＲesearchStatusandDevelopmentTrendofCoalMiningＲobotsWANGGuo-qing，XUHong-sheng，WANGKai-rui(SchoolofInformationandElectricalEngineering，ChinaUniversityofMiningTechnology，Xuzhou221116，China)Abstract:Accordingtothreemainapplications，dailyproductionan

3、doperations，accidentmanagementandrescuing，dailydetectionandmaintenanceofkeyfacilities，theresearchstatusofcoalminingrobotsathomeandabroadwassummarized．Problemsonenergysupply，navigation，communicationandreliabilityofcoalminingrobotswereanalyzed．Thepaperpro

4、videddevelopmentorientationofcoalminingrobotsinordertoprovidethereferencetothehighefficientdevelopmentandutilizationofcoalminingrobots．Keywords:coalminingrobots;robottechnology;accidentmanagement;detectionandmaintenance0引言目前，煤炭在我国一次能源消费构成中占70%以上，为我国提供了7

5、6%的发电能源、76%的工业燃料和动力、60%的民用商品能源以及70%的化工原料。煤炭是我国重要能源和重要材料，预测2015、2020、2030年需求量分别为37亿～39亿，39亿～44亿，45亿～51亿t［1］。煤炭工业的发展对于我国经济持续快速发展具有重要意义。我国煤炭开采条件极其复杂，90%以上的煤炭资源仅适合井工开采，平均开采深度600m，全国50%以上煤炭储量处于高瓦斯地区。煤矿生产系统庞大复杂，作业环境恶劣，水、火、煤尘、瓦斯、顶板等灾害多，其非机构化环境使得传统自动化机械的使用受到局限。

6、中国煤炭生产百万吨死亡率是世界主要产煤国中最高的，是美国的100倍、南非的30倍［1］。基于此，在煤矿生产部分环节中引入机器人技术对于改善工人作业环境、降低百万吨死亡率、提高生产效率具有重要意义。同时我国矿山机械和机器人技术水平的提高以及国家相关经费投入，也为机器人技术在煤矿开采中的应用提供了有力的保证。国内外在20世纪末均已开展了将机器人技术引入煤炭工业生产的工作，并已经取得很多研究成果。笔者参考对核工业机器人的分类方法，对煤矿机器人进行了分类，对国内外相关煤矿机器人研究情况从研究背景、主要技术、

7、创新点等方面进行了详细论述，并归纳了其存在的问题，分析了煤矿机器人的发展趋势。1煤矿机器人研究现状国外煤矿机器人研究起步较早。美国20世纪80年代开始将基于计算机远程遥控加局部自治式控制作为非结构化采煤工作环境下机器人的重点发展方向，研制出了计算机控制采煤作业系统及多种特种机器人，如支护机器人、凿岩机器人、装载机器收稿日期:2013－08－02;责任编辑:赵瑞DOI:10．13199/j．cnki．cst．2014．02．020基金项目:国家大学生创新创业训练计划资助项目(201210290030)作

8、者简介:王国庆(1990—)，男，山东滕州人。Tel:15252012622，E－mail:15252012622@163.com引用格式:王国庆，许红盛，王恺睿．煤矿机器人研究现状与发展趋势［J］．煤炭科学技术，2014，42(2):73－77．WANGGuo-qing，XUHong-sheng，WANGKai-rui．ＲesearchStatusandDevelopmentTrendofCoalMiningＲobots［J］．CoalSciencea