自2015年起,我国便开始从国家层面将机器人列为重点发展领域,进行总体规划。到了2021年,十五部门更是联合发布了《“十四五”机器人产业发展规划》,其中明确提出了“机器人+”的应用策略。该策略旨在针对矿山等特定领域,结合实际场景,研发出适合的机器人产品与解决方案,并通过试点示范来进一步拓展其应用范围。矿业行业肩负着保障国家能源资源安全的重要使命,而矿山机器人的发展无疑为其提供了强有力的支撑。这种需求不仅源自未来发展的潜在需要,更是当前现实情境下的迫切要求。
2022年8月,工业和信息化部办公厅联合国家矿山安全监察局综合司等机构,公布了矿山领域机器人典型应用场景的名单。此举旨在进一步推动《“十四五”机器人产业发展规划》的实施,从而加速机器人在矿山领域的广泛应用。进入2023年1月,工业和信息化部等十七部门又联合印发了《“机器人+”应用行动实施方案》。该方案明确提出,将重点推进智能采掘、灾害防治、巡检值守、井下救援、智能清理、无人化运输、地质探测以及危险作业等众多矿山场景中机器人的应用。
井下作业机器人被广泛应用于高风险场景,如瓦斯检测、巷道巡检和坍塌救援等。这些机器人搭载传感器,能实时监测甲烷浓度、温度等关键指标,有效保护矿工免受危险环境的威胁。目前,山东能源集团和国家能源集团等企业已试点应用防爆型巡检机器人,显著减少了井下人员数量。
自动化采掘机械的普及实现了无人化采掘作业。例如,无人驾驶矿卡和远程操控掘进机已在内蒙古、山西等大型矿区得到广泛推广。这些无人矿卡能24小时连续作业,极大提高了生产效率,同时通过低延迟网络实现地面控制中心对井下设备的远程操控,确保了作业的安全性。
矿区巡检与安防也是机器人应用的重要领域。地面巡逻机器人具备红外热成像和AI识别功能,可实时监控矿区安全和设备状态。同时,无人机被广泛应用于露天矿区的边坡监测、储量估算和环保检查,有效替代了传统的人工测绘工作。
最后,智能分选与运输技术也得到了广泛应用。AI矿石分拣机器人通过视觉识别和机械臂技术精准分拣矿石,提高了矿石品位并减少了废料运输。此外,无人运输系统也已实现商业化运营,进一步提升了运输效率。
02未来趋势与挑战
展望未来,“十四五”期间我国大型煤矿和灾害严重煤矿将基本实现智能化改造,井下重点岗位将由机器人替代,露天煤矿则将实现智能连续作业和无人化运输。目前来看,我国政府正积极推动人工智能在矿山行业的健康有序发展。然而,要实现这一目标仍面临诸多挑战,如技术突破、政策扶持、人才培养等。
未来,借助机器人与高端智能装备的融合,辅以数字孪生与边缘计算技术,有望实现矿区全域的自主协同作业。在政策扶持、行业创新及市场需求共同推动下,矿山机器人的应用将愈发广泛,更能深度契合矿山的多样化需求,从而推动我国矿业行业的智能化转型升级。
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