來源：中國煤炭報

近日，在山東能源新礦集團翟鎮(zhèn)煤礦三采聯(lián)絡(luò)巷掘進迎頭，一臺無人駕駛掘進機正有條不紊地截割煤巖。在迎頭300米之外的集控室里，僅有1人通過顯示屏監(jiān)控作業(yè)過程。

經(jīng)過在翟鎮(zhèn)煤礦持續(xù)進行性能測試和程序優(yōu)化，由新礦集團自主研發(fā)的國內(nèi)首臺懸臂式自主決策智能控制掘進機器人完成工業(yè)試驗，實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)。

實時精準(zhǔn)定位，掘進機有了“神經(jīng)元”和“智慧腦”

長10米、重約60噸的龐然大物，如何在井下實現(xiàn)智能控制？關(guān)鍵就是研發(fā)團隊為掘進機裝上了“神經(jīng)元”和“智慧腦”。

新礦集團副總工程師、新礦信息技術(shù)公司經(jīng)理孫常軍介紹，懸臂式自主決策智能控制掘進機器人由懸臂式掘進機和主動式光學(xué)定位測量裝置組成。

“在前兩臺樣機現(xiàn)場試驗、驗證算法正確性的基礎(chǔ)上，我們向廠家定制了一臺掘進機，搭載壓力、位移、溫度、轉(zhuǎn)速、電壓、電流、姿態(tài)等10余種60多個傳感器。”孫常軍說，“自主研制的主動式光學(xué)定位測量裝置，可對掘進機進行實時精準(zhǔn)定位，模擬掘進機工作過程、巷道斷面變化，自動控制掘進機截割作業(yè)?！?/span>

據(jù)了解，依托2019年度山東省重大科技創(chuàng)新工程項目“深地資源智能化掘進重大關(guān)鍵技術(shù)和成套裝備研發(fā)與示范應(yīng)用”相關(guān)課題，新礦集團對掘進機器人展開系統(tǒng)研究，從提出“智能掘進”構(gòu)想到成功應(yīng)用，取得多項核心技術(shù)突破。

新礦集團掘進機器人研發(fā)團隊發(fā)明了一種適用于掘進機的精確測量和定位方法，能夠?qū)崟r追蹤并精準(zhǔn)測量掘進機及其部件的三維空間坐標(biāo)，攻克了掘進機機器人化的關(guān)鍵核心技術(shù)。2023年7月，經(jīng)過第三方公司檢測，該掘進機器人定位誤差小于44毫米、截割誤差小于66毫米，達到業(yè)內(nèi)領(lǐng)先水平。

新礦集團研發(fā)出一套掘進機器人數(shù)字孿生交互系統(tǒng)，可實時模擬掘進工作面現(xiàn)場情況，包括掘進機、截割頭空間位置變化等，解決了掘進機遠(yuǎn)程控制時工作面不可見等難題。

通過自主決策智能控制系統(tǒng)，該掘進機器人既能按規(guī)劃路徑行走到巷道斷面前、按規(guī)劃路徑進行截割，又能根據(jù)空間位置、巖壁硬度變化自動調(diào)整截割頭運動路徑、截割臂擺動速度。

6月17日，山東省科技廳組織專家通過視頻連線方式對掘進機器人示范工程進行考察，認(rèn)定該掘進機器人具備一鍵啟動、自主定位、智能截割功能。

改變生產(chǎn)方式，工作效率提高30%以上

“以前，人工現(xiàn)場操作掘進機，截割1米，用時約30分鐘。一般需要2人，1人操作、1人監(jiān)護。截割時，迎頭粉塵大、視線差，經(jīng)常要降低速度，等待降塵?！钡枣?zhèn)煤礦掘進機司機袁強說，“現(xiàn)在，只需要1人在集控室操作。常態(tài)下，一鍵發(fā)出啟動指令，即可控制掘進機自動進行全斷面截割作業(yè)。出現(xiàn)異常情況時，才需要人工接管、處理故障?！?/span>

翟鎮(zhèn)煤礦礦長白長江介紹，應(yīng)用掘進機器人后，不但減少了降塵間歇時間，還能智能規(guī)劃截割路徑、智能控制截割速度，截割1米一般用時不到20分鐘，工作效率提高30%以上。

“2023年2月，中國煤炭工業(yè)協(xié)會鑒定該成果達到國際先進水平。2023年11月，該成果入選2023能源企業(yè)信息化創(chuàng)新成果與實踐案例。2024年7月，該成果獲評第六屆全國設(shè)備管理與技術(shù)創(chuàng)新成果一等獎……”說起獲得的榮譽，新礦集團總經(jīng)理助理馬勇難掩激動之情，“這套全新的系統(tǒng)方案，將以其出色的效率和安全性，賦予新時代煤礦工人新的形象和尊嚴(yán)?！?/span>

截至目前，懸臂式自主決策智能控制掘進機器人獲發(fā)明專利授權(quán)5件、軟件著作權(quán)5項。

“我們將不斷跟進配套、完善功能，推進掘進機器人在全煤及半煤巖巷道的常態(tài)化應(yīng)用?！毙碌V集團黨委書記、董事長王乃國表示。