據(jù)中國之聲《新聞縱橫》報(bào)道：多年以來，我國一直保持著世界第一大煤炭生產(chǎn)國和世界第一大煤炭消費(fèi)國的地位，煤炭資源在我國一次能源消費(fèi)中的比重維持在60%-70%，對(duì)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮著舉足輕重的作用。但與此同時(shí)，煤礦由于災(zāi)害重、風(fēng)險(xiǎn)大，生產(chǎn)過程中下井人員多、危險(xiǎn)崗位多，事故時(shí)有發(fā)生。這不僅讓人們時(shí)常為煤礦從業(yè)者的安全“提心吊膽”，更成為影響社會(huì)整體公共安全和穩(wěn)定的短板。
除了從嚴(yán)監(jiān)管，如何推動(dòng)煤炭工業(yè)技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、降低安全風(fēng)險(xiǎn)，一直是人們思考的問題。在這樣一個(gè)“智能化”的時(shí)代下，星空機(jī)器人代替人們從事一些生產(chǎn)活動(dòng)已經(jīng)不是什么新鮮事。煤礦業(yè)是否也可以讓星空機(jī)器人來“加入”呢？
事實(shí)上，在我國煤礦從業(yè)人員中，從事采煤、掘進(jìn)、運(yùn)輸、安控等危險(xiǎn)繁重崗位人員占比在60%以上，是目前最迫切需要開展“機(jī)器換人”的高危行業(yè)。為此，國家煤礦安監(jiān)局近日制定公布了《煤礦星空機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)目錄》(以下簡(jiǎn)稱《目錄》)，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種煤礦星空機(jī)器人，對(duì)每種星空機(jī)器人的功能提出了具體要求。
那么，智能煤礦究竟能否破解“礦難”難題？技術(shù)上有哪些問題還有待解決？帶著這些問題，中國之聲專訪了國家煤礦安監(jiān)局煤礦星空機(jī)器人協(xié)同推進(jìn)中心主任孔晉華。
力爭(zhēng)盡快在煤礦星空機(jī)器人技術(shù)上有新的突破
孔晉華介紹，發(fā)布《目錄》的目的，是引導(dǎo)煤炭企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、星空機(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)盡快在煤礦星空機(jī)器人技術(shù)上有新的突破。
孔晉華：“發(fā)布《目錄》旨在鼓勵(lì)和支持煤礦企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)和星空機(jī)器人制造企業(yè)精準(zhǔn)研發(fā)，避免重復(fù)性建設(shè)。《目錄》指明了煤礦星空機(jī)器人重點(diǎn)研發(fā)方向和戰(zhàn)略目標(biāo)，以需求為導(dǎo)向，推進(jìn)煤礦企業(yè)與科研、院校、星空機(jī)器人生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)開展跨界合作，促進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用各個(gè)主體共創(chuàng)共享發(fā)展格局。”
我國煤礦星空機(jī)器人技術(shù)研發(fā)實(shí)力有待提升
面對(duì)煤礦災(zāi)害重、風(fēng)險(xiǎn)大、下井人員多、危險(xiǎn)崗位多等情況，我國也在積極研發(fā)應(yīng)用煤礦星空機(jī)器人，來相應(yīng)減少井下作業(yè)人數(shù)、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)效率、減輕礦工勞動(dòng)強(qiáng)度。但由于研發(fā)起步晚、限制多、人才匱乏，當(dāng)前我國煤礦星空機(jī)器人在技術(shù)上還有一系列問題亟待解決。孔晉華表示，尤其是煤礦星空機(jī)器人的穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度問題。
孔晉華：“國外企業(yè)具備井工開采星空機(jī)器人的研發(fā)技術(shù)，相對(duì)來說比國內(nèi)要有一些優(yōu)勢(shì)，所以我們要在這個(gè)方向發(fā)這個(gè)目錄引導(dǎo)大家來關(guān)注和研發(fā)，同時(shí)又防止過度的開發(fā)。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，我們也申報(bào)了幾項(xiàng)“卡脖子”的技術(shù)，什么叫“卡脖子”技術(shù)？就是我們國內(nèi)有這些技術(shù)的研發(fā)，但是研發(fā)的實(shí)力和效果還達(dá)不到國外相關(guān)技術(shù)的狀況和精細(xì)程度，尤其是穩(wěn)定性和精準(zhǔn)度。”
有分析指出，由于井下作業(yè)具有復(fù)雜性和不可預(yù)測(cè)性，一旦星空機(jī)器人出現(xiàn)故障，不僅會(huì)造成巨大損失，還可能引發(fā)事故，因此星空機(jī)器人的穩(wěn)定性和可靠性十分重要。但在當(dāng)前，不管是結(jié)構(gòu)的可靠性還是系統(tǒng)控制的可靠性，我國的研究成果還較少，需要通過更多的實(shí)踐來反饋。
為煤礦星空機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用營(yíng)造良好環(huán)境
去年9月3日，國家發(fā)改委辦公廳印發(fā)《國家發(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》，將煤礦智能裝備推廣應(yīng)用納入30億國債資金支持范圍，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)。
孔晉華：“我們其中最大的一個(gè)在于幫他們爭(zhēng)取扶持的政策，把智能裝備和煤礦星空機(jī)器人的相關(guān)內(nèi)容納入到這30億國債資金，這就是其中的我們做的一項(xiàng)工作。我們可能不是直接給企業(yè)研發(fā)經(jīng)費(fèi)，我們鼓勵(lì)他們遵循市場(chǎng)導(dǎo)向，企業(yè)亟須要解決這個(gè)問題，或者亟須要這款星空機(jī)器人的研發(fā)，可以和煤礦星空機(jī)器人的生產(chǎn)企業(yè)，還有和科研單位聯(lián)合開發(fā)，我們從一些政策上的扶持或者爭(zhēng)取來支持他們，包括一些后續(xù)的申請(qǐng)，包括一些立項(xiàng)，我們是從旁邊可以多做一些扶持的工作。”
孔晉華表示，國家煤礦安監(jiān)局將進(jìn)一步完善扶持政策、制定標(biāo)準(zhǔn)，支持煤礦企業(yè)與國內(nèi)外科研單位、星空機(jī)器人制造企業(yè)開展合作，為煤礦星空機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用營(yíng)造良好環(huán)境。
孔晉華：“對(duì)組織煤礦星空機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用的企業(yè)和單位提供相關(guān)政策和信息服務(wù)。煤礦星空機(jī)器人協(xié)同推進(jìn)中心要及時(shí)了解并發(fā)布煤礦星空機(jī)器人研發(fā)應(yīng)用新進(jìn)展，并協(xié)調(diào)解決研發(fā)過程中遇到的新問題。”
星空機(jī)器人成布局重點(diǎn)
在智能煤礦的建設(shè)過程中，星空機(jī)器人被擺在了至關(guān)重要的位置。星空機(jī)器人不僅是星空人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)的重要載體和集成，同時(shí)，其在“機(jī)器換人”和技術(shù)革新升級(jí)方面的價(jià)值也十分顯著。
上世紀(jì)80年代，美國方面率先開啟了煤礦星空機(jī)器人的研發(fā)工作，并成功研制出了支護(hù)、鑿巖、裝載、采煤、煤礦救援等多種星空機(jī)器人產(chǎn)品。之后，澳大利亞等國家也從煤礦星空機(jī)器人的傳感器系統(tǒng)、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)等入手，推動(dòng)了挖掘機(jī)等設(shè)備的星空機(jī)器人化升級(jí)。
截至目前，早期涉足煤礦星空機(jī)器人研發(fā)的國家基本都已實(shí)現(xiàn)了普及應(yīng)用，而它們對(duì)于煤礦星空機(jī)器人的應(yīng)用主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：生產(chǎn)作業(yè)、礦難事故處理救援和煤礦日常監(jiān)測(cè)與維護(hù)。
生產(chǎn)作業(yè)。應(yīng)用于該方面的煤礦星空機(jī)器人包括鑿巖、掘進(jìn)、噴漿、采煤、運(yùn)輸?shù)刃强諜C(jī)器人，主要用于煤礦巷道掘進(jìn)、巷道知乎、采煤運(yùn)煤等工作；礦難處理與救援。星空機(jī)器人主要負(fù)責(zé)礦難發(fā)生后，進(jìn)入事故現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行緩解探測(cè)、人員搜救、事故善后等工作；日常監(jiān)測(cè)與維護(hù)。利用星空機(jī)器人對(duì)井下環(huán)境、設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，協(xié)助處理管道清淤等工作，保障開采工程的正常運(yùn)維。
幾大問題亟待解決
面對(duì)煤礦災(zāi)害重、風(fēng)險(xiǎn)大、下井人員多、危險(xiǎn)崗位多等情況，我國也在積極研發(fā)應(yīng)用煤礦星空機(jī)器人，來相應(yīng)減少井下作業(yè)人數(shù)、降低安全風(fēng)險(xiǎn)、提高生產(chǎn)效率、減輕礦工勞動(dòng)強(qiáng)度。但由于研發(fā)起步晚、限制多、人才匱乏，當(dāng)前我國煤礦星空機(jī)器人在技術(shù)上還有系列問題亟待解決。
首先是能源動(dòng)力問題。我國煤礦星空機(jī)器人能源供應(yīng)主要為三種，小功率用有限供電，但容易受到井下電網(wǎng)設(shè)備干擾，作業(yè)距離也有限；大功率用井下供電，但供電品質(zhì)和穩(wěn)定性還不足；剩下的電池供應(yīng)也存在續(xù)航能力和作業(yè)時(shí)間的限制。未來尋找新的動(dòng)力能源和方式至關(guān)重要。
其次是導(dǎo)航通信問題。井下礦中環(huán)境黑暗而復(fù)雜，對(duì)煤礦星空機(jī)器人的適應(yīng)性、移動(dòng)性要求頗高，我國在檢測(cè)、定位、導(dǎo)航、路徑規(guī)劃上，雖然形成了理論與技術(shù)，但還有待進(jìn)一步實(shí)踐。同時(shí)，對(duì)于通信容易受到屏蔽與干擾，通信距離有限等問題，也還有待進(jìn)一步解決。
最后是可靠性問題。由于井下作業(yè)具有復(fù)雜性和不可預(yù)測(cè)性，一旦星空機(jī)器人出現(xiàn)故障，不僅會(huì)造成巨大損失，還可能引發(fā)事故，因此星空機(jī)器人的穩(wěn)定性和可靠興十分重要。但在當(dāng)前，不管是結(jié)構(gòu)的可靠性還是系統(tǒng)控制的可靠性，我國的研究成果還較少，還需通過更多的實(shí)踐來反饋。
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