“机器人+”典型应用场景案例集--矿山领域机器人典型应用场景：煤矿智能化牙轮钻机应用
2024-05-30
来源：煤炭工业
编者按：为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安全基础司、工业和信息化部装备工业一司联合开展了矿山领域机器人典型应用场景遴选工作，确定推广31个典型应用场景、66个场景实例。现组织中国软件评测中心梳理66个场景实例的先进经验及应用成效，在“机器人+”供需对接与应用推广公共服务平台及相关微信公众号开展持续宣传，以更好推动典型应用场景的复制与推广。| 矿山种类：煤矿 |
| 应用场景：穿爆 |
| 场景实例：煤矿智能化牙轮钻机应用 |
| 机器人产品及制造单位：智能牙轮钻机，国能准能集团有限责任公司、徐州徐工矿业机械有限公司 |
| 应用单位：哈尔乌素露天煤矿 |
穿孔作业是露天矿山开采的首要工序，其目的是为爆破工作提供装放炸药的孔穴，而穿孔质量的好坏，直接关系到后续爆破、采装、破碎等工作的效率。牙轮钻机具备钻孔孔径大、钻孔效率高等特点，在露天矿山穿孔作业环节广泛使用。露天矿山钻孔作业环境恶劣，安全隐患大。露天矿山气候多变，极寒极热交替，且钻孔过程存在高粉尘、高噪音以及岩爆等不利因素，长时间作业不仅影响现场工作人员健康，还存在安全风险。传统钻孔设备智能化程度不足，作业效率和作业精度低。传统钻孔设备无法自动完成调平、孔位布置、钻孔速度调节、钻孔深度测定等操作，操作质量及效率与人员操作经验的相关度较大，且由于缺少孔深监控手段，难以保障起伏地貌条件下不同孔位的孔底保持在统一水平高度。
智能牙轮钻机由远程操控台、车载控制系统、通讯系统、视频传输系统、中央控制系统构成，实现低延时远程操控、自动钻进、一键调平、布孔引导与深度监控、地质结构分析等功能。
智能牙轮钻机采用5G技术，可实现对钻机工况、环境的全方位实时监控以及操作指令的快速响应；采用智能控制技术对车载系统数据处理并协同多执行机构作业，实现自动钻进和一键调平功能，降低远程钻进操作复杂度并提升作业安全性；采用实时动态差分定位与自动路径规划技术，根据布孔点位自主规划移动轨迹并引导车辆移动至预布孔位，实现布孔引导功能；采用多传感器数据融合技术对钻头位置实时定位，实现钻孔深度实时监控功能，结合卫星定位、地貌勘探等数据解决不同地貌钻孔深度不一致问题；采用深度学习技术，优化岩性分析模型，实现地质结构分析，为爆破装药种类及装药量提供有效数据支撑。智能牙轮钻机自2023年2月起在中国神华能源股份有限公司哈尔乌素露天煤矿开展钻孔作业应用，截至目前已累计作业673小时，钻孔数为1260个，进米数为25470米。应用前，采用传统人工方式进行单孔18m的钻孔作业，作业效率为16-18分钟/孔。应用后，可实现一键调平、一键开孔、自动钻进等功能，单孔18m的钻孔作业为15分钟/孔，钻孔效率提升6.25%-16.67%，同时，有效降低了钻机司机的劳动强度，并使其远离恶劣和危险作业环境。
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