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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

矿山领域机器人典型应用场景名单 | ①掘进场景机器人

2024-05-03   来源:IntelMining智能矿业

在矿山领域,一场由机器人引领的革命正在悄然发生。近日,国家矿山安全监察局与工业和信息化部联合公布了《矿山领域机器人典型应用场景名单》,共有31个典型应用场景和66个场景实例脱颖而出,成为矿山安全高质量发展的新引擎。


这些典型应用场景涵盖了掘进、巷道支护、采煤、无人驾驶、钻孔钻进、管路安装、喷浆作业、电力辅助作业、铲装、运矿、选矸、矿石分选、异物分拣、碎矿磨矿、自动加药、穿爆、非爆开采、指挥调度、皮带机巡检、井筒巡检、巷道巡检、变电所巡检、水泵房巡检和设备巡检等多个方面,几乎覆盖了矿山生产的每一个环节。


从煤矿掘进自主作业到露天矿山无人驾驶,从智能钻探到井下喷浆作业,这些典型应用场景不仅展示了矿山领域机器人的广泛应用和创新能力,更体现了国家对于矿山安全生产的高度重视和支持。


本期,IntelMining摘选并展示【掘进场景】机器人,欢迎广大案例单位补充跟进~



关于公布矿山领域机器人典型应用场景名单的通知


国家矿山安全监察局各省级局,各省、自治区、直辖市及新疆生产建设兵团工业和信息化主管部门、矿山安全监管部门:


为深入贯彻《中共中央办公厅 国务院办公厅关于进一步加强矿山安全生产工作的意见》,落实《“十四五”机器人产业发展规划》《“机器人+”应用行动实施方案》重点任务,加快矿山领域机器人应用推广,更好服务矿山安全高质量发展,国家矿山安全监察局、工业和信息化部联合开展了矿山领域机器人典型应用场景征集工作,经地方推荐、专家评审、社会公示等程序,确定推广31个典型应用场景、66个场景实例,现予以公布(详见附件)。


请各地有关部门在技术创新、供需对接、公共服务、宣传推广等方面对入选典型应用场景及相关单位加大支持力度,更好服务矿山安全生产和经济社会发展。


附件:矿山领域机器人典型应用场景名单


国家矿山安全监察局综合司 工业和信息化部办公厅

2024年4月19日


附件


矿山领域机器人典型应用场景名单
ROBOTS
01
掘进


  煤矿掘进自主作业


制造及应用单位:

三一重型装备有限公司


案例介绍:

中煤华利集团下属华利铁新、华利合盛煤矿作为优秀的煤矿智能化建设者,依靠三一智能掘进机高效智能的掘进技术和稳定可靠的产品质量,成功实现了智能掘进作业常态化使用,智能化使用率分别达到了81%(华利铁新,半煤岩巷道)和71%(华利合盛,全岩巷道),成为中煤华利集团的智能化标杆,成功建设成为智能掘进样板矿!


三一智能掘进机升级和开发多项智能化技术:优化软件集成及人机交互界面,保证良好的人机交互,使软件更易操作使用;开发智能移动终端IMC,实现近端/硐室/地面的协同集控,满足不同煤矿的使用需求;升级可视化技术,实现AI智能安防,使智能掘进机高效、安全的工作;开发自动截割工艺模型,升级多传感融合技术,满足自动截割实际生产需求;构建智能掘进数字孪生平台,实现掘进设备云端管理,为煤矿智能化增加智慧大脑。


华利合盛矿自动截割

华利铁新矿自动截割

华利铁新矿自动截割


 工作面环绕式快速掘进


制造及应用单位:

陕西涌鑫矿业有限责任公司、徐州天科机械制造有限公司


案例介绍:


陕西涌鑫矿业有限责任公司沙梁煤矿地质条件较为复杂,井田范围内揭露断层较多,受断层影响掘进巷道距离整体较短,严重影响采掘工作面布置,进而矿井面临掘进设备频繁倒面、采掘接续紧张、掘进效率低下等问题。



为攻克沙梁煤矿掘进技术难题,该公司引进了“掘锚一体机+锚杆台车+桥式转载机”的传统快掘工艺,通过沙梁煤矿现场应用掘进效率不佳,为此成立了快掘攻关技术小组,再次优化快掘工艺,简化快掘系统,提出了“环绕式快速掘进”工艺,即由“胶运顺槽+切眼+辅回顺槽”的掘进方式,可一次形成工作面并实现连续运输。该技术为复杂地质条件下半煤岩巷智能快掘提供了新思路、新模式,这一突破性的技术成果不仅缩短了快掘作业周期,提高了巷道掘进效率,同时也降低了职工劳动强度,真正发挥出快掘系统的最大功效。

下一步,该公司将在安山煤矿135102工作面推广应用该技术,继续在核心技术、短板技术上努力钻研寻求突破,加速步入安全高效生产的快行道。


 大断面智能快速掘进


制造及应用单位:

陕西陕煤曹家滩矿业有限公司、中国铁建重工集团股份有限公司


案例介绍:


陕煤曹家滩矿业公司122104超大采高综采工作面顺槽应用全球首套超大断面智能快掘5.0成套装备,超大断面巷道掘进单进水平提高到1750米(按24平米断面折算后达到3008米),工效是传统掘进装备的3到5倍。


用于陕煤集团曹家滩煤矿的国产首台超大断面快速掘锚成套装备


诞生于曹家滩矿业公司的全国首套智能快速掘锚成套装备,从1.0版到6.0版,设备从单一到成套,从适应单一大断面到适应不同地质条件,从自动化设备到智能装备,曹家滩创造了智能快掘系统的一个又一个奇迹。


设备通过传感器实时监测截割状态


2019年6月,联合研制的全国首台使用于煤矿的大断面快速掘锚机设备在井下开始“服役”,这就是1.0版。经过两个多月时间,提升改造10大类200多项,实现日进尺73m,月进尺1561m,创造了掘锚一体机+锚杆钻车快速掘进协同作业新模式。

2019年11月,第二台套智能掘锚成套装备下井运行,是为2.0版。2.0版增加了泡沫除尘、可升降铲板、自动导航系统等技术应用,达到集探、掘、支、运于一体,提高了设备成巷速度,彻底破解了矿井“采掘失衡”难题。

2020年10月,第三台套智能掘锚成套装备下井运行,是为3.0版。3.0版主要是在装备智能化方面实现了质的突破,将工作面作业人数由15人减少至10人。

2022年9月,首套钻锚一体化智能快掘成套装备投入使用,是为4.0版。4.0版主要是在钻锚一体化锚杆及自动化施工系统、喷涂支护技术、巷道随掘变形动态监测系统方面实现核心关键技术突破,形成了基于钻锚一体化自动支护的新一代智能快掘系统。2022年该套装备与C919大飞机、第三艘航母“福建舰”等一起入选2022年央企“十大国之重器”。

2023年1月,首套超大断面智能快掘成套装备投入使用,是为5.0版,是传统快掘装备的“大号”版本,不仅在原有整装设备的基础上进行加高、加大、加宽,还突破了巷道截割宽度7.5米、采高5.5米历史大关,截割断面达到41.25m2。

2023年2月,第二套超大断面智能快掘成套装备地面联调取得圆满成功并下线,是为快掘6.0版。快掘系统5.0、6.0,为矿井10米超大采高工作面的顺槽掘进和解决超大断面巷道分次截割难题提供装备、技术支持。


铁建重工创新研制了辅助材料运输系统


该公司首创快速掘进作业方法;首次创新采用泡沫除尘+负压风机+附壁风筒+水雾压尘系统;首次采用高精准机身定位导航系统;首次实现了复杂地质条件下,煤矿巷道大断面一次截割成型和全断面机械化支护;首次打造了“少人则安”的本质安全型掘进工作面;首次研发出不停机延伸6000m超长距离连续胶带运输机运输系统。通过三年的实践应用,曹家滩矿业公司的智能快掘系统取得了6项中国煤炭行业领先的技术成果。

2021年2月,曹家滩矿业公司牵头编制了《煤矿智能化快速掘进工艺标准》。2021年5月,曹家滩矿业公司联合中国矿大出版了《智能快掘工法》,构建了智能快掘管理体系。

2021年9月,曹家滩矿业公司《智能掘进技术及成套装备研发与示范》项目被中国煤炭公司协会评为2019-2020年度煤炭行业两化深度融合重点推荐优秀项目。

目前,曹家滩智能快掘工法中的建设理念、系统构架、智能技术装备、综合管理已经在全国多个矿区推广应用。

在榆神矿区,大断面煤巷快速掘进关键技术与成套装备的实施应用,实现了最高日进尺101m、平均月进尺1500m、最高月进尺2185m、连续无故障掘进17000m,综采工作面顺槽成巷周期由10个月缩减至4个多月,采煤工作面形成周期缩短60%。与国内外的巷道掘进技术及装备对比,无论是在装备能力、可靠性、自动化程度方面,还是在作业工艺、掘进速度、施工人员数量等方面均达到了国际领先水平。


 地下竖向工程智能掘进


制造及应用单位:

湖南创远高新机械有限责任公司、山西紫金矿业有限公司、安徽开发矿业有限公司


案例介绍:



湖南创远本次入选的“地下竖向工程智能掘进”项目,通过智能掘进系统、全岩性破岩钻具系统、交叉耦合同步控制系统、液压支柱稳定定位系统、比例接卸杆等技术的研究突破,推动了施工工艺革新,弥补了国内大、深、上向盲掘及智能型地下竖向工程施工装备的空白,根本性解决了采掘效率质量依赖人工经验及劳动力紧缺的难题,实现了地下竖向工程全环节、全场景的智能化自主施工作业。



本项目已成功助力国内外众多矿山企业实现地下竖向工程施工的本质安全生产和降本增效,如在山西紫金建设了 5G+ 地下智慧矿山示范工程,实现了井上集控中心对井下矿山装备的远程接管、可视化监测等功能,完成 208 米天井的无人化自主导/扩孔作业,人员减少50%以上;在安徽开发矿业全面实现了天井施工的自动化和局部智能化,正逐步往全面智能化转型升级;在新疆助力客户综合工效较同类产品提升6倍,用工人数减少80%,设备使用至今零安全事故;助力墨西哥客户减少用工人数50%以上,工效提升2倍。





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