摘要：機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。鑒于煤礦生產(chǎn)帶來的諸多人員傷亡事故和安全隱患問題，以及給煤礦工作人員及家屬造成的心理陰影，使用機(jī)器人代替人工進(jìn)行井下作業(yè)已成為必然趨勢(shì)，它必將代替落后的生產(chǎn)力，以更加安全、經(jīng)濟(jì)、高效的方式進(jìn)行煤礦生產(chǎn)作業(yè)。

關(guān)鍵詞：機(jī)器人技術(shù) 安全隱患 煤礦事故 人工智能

1 概述

在過去的100多年里，世界煤炭產(chǎn)業(yè)還是通過努力顯著降低了死亡人數(shù)和死亡率。從表1可以看出，盡管中國的煤炭生產(chǎn)安全情況已經(jīng)得到改善，但其總體情況仍然是世界上最糟糕的。統(tǒng)計(jì)顯示，2009年，全國煤礦發(fā)生事故1800多起、死亡2631人，平均每天發(fā)生5起、死亡7.2人。

表1世界各國近30年來煤礦百萬噸死亡率

[國別

美國

印度

俄羅斯

澳大利亞

南非

波蘭

英國

中國

1980年

0.17

1.43

1.07

0.37

0.66

0.33

8.3

1990年

0.07

0.54

0.96

0.04

0.23

0.52

0.20

5.21

1995年

0.05

0.60

0.85

0.02

0.16

0.17

0.10

5.03

2000年

0.027

0.42

0.46

0.13

0.23

5.77

2008年

0.028

0.32

0.41

0.25

1.18]

我國嚴(yán)重的煤礦安全生產(chǎn)現(xiàn)狀在國內(nèi)外造成嚴(yán)重影響和全社會(huì)的關(guān)注，嚴(yán)重?fù)p害了我國的國際形象。諸多煤礦事故告訴我們：機(jī)器人代替煤礦工人進(jìn)行危險(xiǎn)的井下作業(yè)已成為必然，先進(jìn)的生產(chǎn)力必然取代落后的生產(chǎn)力，安全生產(chǎn)更符合廣大煤礦工人的根本利益。

2 幾種主要礦山機(jī)器人的應(yīng)用

2.1 采掘機(jī)器人 在采煤工作面常常伴有煤塵、粉塵、瓦斯及噪音，工作環(huán)境是十分惡劣和危險(xiǎn)的，極不適宜人類工作。因此，采用采掘機(jī)器人作業(yè)可以將采掘工人從惡劣的工作環(huán)境中解放出來，提高了工作效率，最重要的是降低了煤礦發(fā)生事故時(shí)的人員傷亡。

2.2 鑿巖機(jī)器人 巷道掘進(jìn)是現(xiàn)代煤礦大規(guī)模基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中的一項(xiàng)難度大、耗資耗時(shí)多、勞動(dòng)條件差但又十分關(guān)鍵、十分重要的施工作業(yè)。人工作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大，效率低，而且容易患?jí)m肺病等職業(yè)病，采用鑿巖機(jī)器人取代人工作業(yè)可以大大提高生產(chǎn)率，人只要在安全的地方監(jiān)視整個(gè)作業(yè)過程就行了。

2.3 噴漿機(jī)器人 噴漿機(jī)器人可用于一切需要噴漿的工程中，不僅可以提高噴涂質(zhì)量，而且可以提高作業(yè)效率，更重要的是將人從惡劣和繁重的作業(yè)環(huán)境中解放出來，非常人性化。

2.4 瓦斯、地壓、粉塵、風(fēng)速巡檢機(jī)器人 采用帶有專用新型傳感器的移動(dòng)式巡檢機(jī)器人，可連續(xù)監(jiān)視采礦狀態(tài)，便于及早發(fā)現(xiàn)事故突發(fā)的先兆，采取相應(yīng)的預(yù)防措施。還有巡檢時(shí)隨時(shí)記錄巷道的風(fēng)速并發(fā)到主機(jī)電腦，發(fā)現(xiàn)巷道有漏風(fēng)或是風(fēng)速不夠，馬上做出反應(yīng)，采取措施。

2.5 搶險(xiǎn)救災(zāi)機(jī)器人 救災(zāi)機(jī)器人采用自主避障和遙控引導(dǎo)相結(jié)合的行走控制方式，能夠深入事故礦井探測(cè)前方的火災(zāi)溫度、瓦斯?jié)舛?、?zāi)害場(chǎng)景、呼救聲訊等信息，并實(shí)時(shí)回傳現(xiàn)場(chǎng)信息和圖象，為救災(zāi)指揮人員提供重要的現(xiàn)場(chǎng)災(zāi)害信息。同時(shí)，搜救機(jī)器人上攜帶了急救藥品、食物、生命維持液和簡易自救工具，以協(xié)助被困人員實(shí)施自救和逃生。

3 礦山機(jī)器人的使用可以降低煤礦事故等級(jí)

根據(jù)我國安全監(jiān)管總局、國家煤礦安監(jiān)局于2008年12月15日聯(lián)合出臺(tái)的《煤礦生產(chǎn)安全事故報(bào)告和調(diào)查處理規(guī)定》：根據(jù)事故造成的人員傷亡或者直接經(jīng)濟(jì)損失，煤礦事故分為四個(gè)等級(jí)，分別是：特別重大事故，是指造成30人以上死亡，或者100人以上重傷，或者1億元以上直接經(jīng)濟(jì)損失的事故。重大事故，是指造成10人以上30人以下死亡，或者50人以上100人以下重傷，或者5000萬元以上1億元以下直接經(jīng)濟(jì)損失的事故。較大事故，是指造成3人以上10人以下死亡，或者10人以上50人以下重傷，或者1000萬元以上5000萬元以下直接經(jīng)濟(jì)損失的事故。一般事故，是指造成3人以下死亡，或者10人以下重傷，或者1000萬元以下直接經(jīng)濟(jì)損失的事故。

從上述規(guī)定中我們可以知道煤礦的安全事故劃分主要是以人員的傷亡情況和經(jīng)濟(jì)的損失來定性的。如果一個(gè)礦井全部采用機(jī)器人進(jìn)行井下作業(yè)，即使出現(xiàn)一些因?yàn)樽匀灰蛩匕l(fā)生的事故，井下也不會(huì)有人員的傷亡，事故等級(jí)必然會(huì)降低。機(jī)器損壞了還可以維修，人死了卻不能復(fù)生，所以采用礦山機(jī)器人代替煤礦工人進(jìn)行井下作業(yè)是非常合理和人性化的，不僅符合我國安全生產(chǎn)的方針，而且符合以人為本的生產(chǎn)理念，更符合廣大煤礦工人的根本利益。

4 結(jié)語

隨著機(jī)器人研究的不斷深入和發(fā)展，煤礦機(jī)器人的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒃絹碓綄?，?jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也會(huì)越來越顯著?？紤]到社會(huì)上對(duì)煤炭需求量日益增長的趨勢(shì)，煤炭開采的惡劣環(huán)境以及機(jī)器人發(fā)展的趨勢(shì)，將機(jī)器人引入到煤炭開采過程勢(shì)在必行。在這種趨勢(shì)下，不久將來煤礦將實(shí)現(xiàn)無人化礦井。到那個(gè)時(shí)候，我國的煤礦將呈現(xiàn)產(chǎn)量高、經(jīng)濟(jì)效益高、資源利用率高、事故傷亡率小的“三高一小”的特點(diǎn)，徹底甩掉煤礦傷亡率第一的帽子，國際形象將顯著提升。因此，將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)是十分重要和必要的。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介：代鵬程（1988-），貴州六盤水人，本科，助教，主要從事煤礦開采技術(shù)方向的教學(xué)和研究工作。