2019年07月12日 星期五
无人化采矿不再遥远

MSTA大家系列科技讲座

    □ 中国矿业大学(北京)校长 葛世荣

    煤炭生产消费技术可以认为包括四个方面:一是变有人开采为无人开采;二是变物理开采为化学开采;三是变运输煤炭为输送电力;四是变化石能源高碳排放为近零排放,甚至是零排放,减轻化石能源对环境造成的污染压力。

    距离煤矿智能化开采还有10年

    时代的发展,社会的进步,让人们有理由相信,未来机器人化煤炭开采将应运而生,采煤机、运输机、液压支架等采矿装备都具有智能性甚至是智慧的机器人,煤炭开采进入智能开采的新时代。

    从原始的人力开采到机器人开采,尽管还是人,但“人”已经不是原来生物体的人了,而是机器与智能化的融合体。机器人化开采源自仿生,未来要走向拟人。掘进机模仿了穿山甲的功能,采煤机模仿了地鼠挖掘的功能,而带式输送机模仿了蚁群搬家的功能,每个托辊相当于一只蚂蚁。要通过人工智能的嵌入或嫁接来实现煤矿机器人化开采。

    从体力化到动力化采煤,人类用了约1000年时间;从动力化到机械化,用了约50年时间;从机械化到自动化,用了约25年时间。照此预测,人类距离智能化开采的时间还有10年左右。我们完全有理由相信,在现有技术的基础上,凭着人类的勤劳智慧,我们很有可能实现这个目标,至少是在部分矿井上进行应用。实现这个宏伟目标,关键是靠人才、靠知识和靠创新研发。

    迈进无人化采矿新时代是大势所趋

    我国煤矿平均井深超过700米,而澳大利亚、美国煤矿平均井深350米。我国煤炭绿色开采的最大难题是“三高”,即高伤亡、高损害、高排放。实现零伤亡、零损害、零排放的煤炭绿色开采目标,仅靠一般的机械化开采很难实现,必须从机器人化找出路。

    机器人化开采是机器拟人化生产,由多机器人协同作业,具有自主定位、自动感知、自适运行的功能,实现整个采矿过程的数字化和物联化,装备运行的无人化和可视化。机器人化开采技术体系,包括了采煤作业机器人、无人操作刮板输送机、无人值守提升机以及无人驾驶车辆等。机器人化开采关键技术系统,包括可视化与建模系统、智能感知与大数据系统、井下定位导航技术、虚拟采矿与仿真控制技术、生产工况动态监控技术、机器人化采矿设备、地面监控中心和矿井物联网。

    这是一个必须抓住的历史机遇,机器人化采矿已经引起广泛关注,受到了格外重视。中国制造2025明确指出,要在一些生产关键工序实现智能化,关键岗位由机器人替代,生产过程实现智能控制,在重点领域建设智能工厂。具体到煤矿开采,就是要在关键工序上实现智能化,关键的岗位要由机器人替代人,开采过程实现智能控制,把重点矿山建设成智能煤矿。在不久的将来,智能工业机器人等被大规模应用到煤矿开采之中,实现生产设备的网络化、开采现场的无人化,等等。(下转第三版) 

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