礦井危險區(qū)域多旋翼偵測無人機(jī)關(guān)鍵技術(shù)探討

鄭學(xué)召，童鑫，張鐸，郭軍，張嬿妮

(1.西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院， 陜西 西安 710054；2.國家礦山救援西安研究中心， 陜西 西安 710054)

0 引言

得益于科學(xué)、有效的安全管理措施和技術(shù)的改善，我國煤礦生產(chǎn)中事故發(fā)生率及事故嚴(yán)重程度有所下降,但是煤礦生產(chǎn)安全形勢依然十分嚴(yán)峻[1]。事故發(fā)生后，應(yīng)急救援的科學(xué)性與高效性尤為重要，其作為保障煤礦安全生產(chǎn)的最后一道防線，是防止事態(tài)惡化、減少損失的重要舉措。因此，對事故現(xiàn)場、危險區(qū)域的超前偵測與預(yù)警關(guān)系到救援行動能否安全、順利開展[2]。

礦山應(yīng)急救援主要受到2個方面的約束：一方面，煤礦井下開采條件復(fù)雜，環(huán)境多參數(shù)時空演化具有不穩(wěn)定性，當(dāng)?shù)V山救護(hù)隊員進(jìn)入井下危險區(qū)域采集環(huán)境信息時，存在極大的生命威脅;另一方面，當(dāng)煤礦發(fā)生突水、火災(zāi)等災(zāi)害后，迅速掌握災(zāi)區(qū)災(zāi)變信息對科學(xué)開展應(yīng)急救援具有十分重要的意義。由于煤礦井下危險區(qū)域及災(zāi)后事故現(xiàn)場環(huán)境信息復(fù)雜多變，礦山救護(hù)隊員冒險進(jìn)入危險區(qū)域，不僅可能受到發(fā)生二次災(zāi)害威脅生命安全，還可能延誤救援時機(jī)[3-4]。

使用煤礦偵測機(jī)器人進(jìn)入井下危險區(qū)域或災(zāi)后事故現(xiàn)場采集環(huán)境信息(災(zāi)后信息)，可確保應(yīng)急指揮中心科學(xué)指揮并開展救援[5]。但是現(xiàn)場實踐發(fā)現(xiàn)，災(zāi)后現(xiàn)場圍巖結(jié)構(gòu)失穩(wěn)、巷道地面破損嚴(yán)重，現(xiàn)有的爬行機(jī)器人存在機(jī)動靈活性差及越障能力弱的缺點，其運動受到很大的約束，對救援偵測工作的順利開展提出了挑戰(zhàn)。……