煤礦巷道修復重載作業機器人現狀與發展趨勢

薛光輝， 候稱心， 張云飛， 吳淼

(中國礦業大學(北京) 機電與信息工程學院， 北京 100083)

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國際能源署(IEA)報告預測，到2040年，中國對煤炭的需求將占全球煤炭需求的50%，全球煤炭需求將增加15%。中國能源研究會發布的《中國能源展望2030》預測2020、2030年煤炭占比分別為60%和49%[1]。在未來相當長時期內，煤炭作為我國主體能源的地位不會改變[2-4]。

隨著煤礦機械化、自動化、信息化、智能化建設加快推進，我國煤礦安全生產達到了中等發達國家水平，安全生產環境得到了很大改善[5]，但仍有很多危險崗位威脅著煤礦工人的安全。煤礦井下破碎、鉆錨、噴涂、調高、臥底等巷道修復及物料搬運、管道安裝等作業，具有裝備自重和裝機功率大、勞動強度高、作業人員多、危險系數高等特點，屬于煤礦井下重載作業。受煤礦井下機械設備自動化與智能化水平限制，上述高危作業仍需煤礦工人完成，效率低且危害人身安全。亟需研發煤礦重載作業機器人，將煤礦工人從高危繁重的崗位上替換出來，保障生產安全，提高作業效率。

美、日、韓及歐洲各國在機器人領域的研究起步較早，方向和技術優勢有所分化。我國非常重視機器人研究，在相關研究領域重點部署了一系列國家高技術研究發展計劃(863計劃)、自然科學基金、科技重大專項資助項目。國際機器人聯合會(IFR)統計的全球主要國家、地區工業機器人銷售數據顯示，2013年以來我國已成為工業機器人的第一大消費市場[6]。由于煤礦井下復雜的作業環境，煤礦重載作業機器人發展相對緩慢，其智能化水平還需要進一步提升。……