“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：井下搬运及无人驾驶
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：井下（地下）无人驾驶 |
| 场景实例：井下搬运及无人驾驶 |
| 机器人产品及制造单位：井工煤矿单轨运输机器人，山东新沙单轨运输装备有限公司 |
| 应用单位：兖矿能源集团有限公司鲍店煤矿、兖煤菏泽能化公司赵楼煤矿 |
当前，我国煤矿采掘工作面的辅助运输工作主要通过小绞车、卡轨车、单轨吊机车等方式，完成煤矿井下生产过程中所需的生产物料、作业人员、相关设备等的连续、直达运输。辅助运输与掘进支撑、供电等其他井下生产环节共用通道，通道数量较多、分布密集、出口分散。传统煤矿井下辅助运输方式运力低、效率低、适用面窄。小绞车运输采用小绞车（回柱机）对拉、接力运输方式，运输能力低、运输环节多、占用设备多，需要铺设大量的中间车场；卡轨车运输采用无极绳绞车或液压绞车作为牵引动力，对巷道长度、坡度和弯道、轨道变形等工作条件要求严格，且不适用于巷道变形严重的深开采煤矿；单轨吊机车采用一根悬挂在巷道上方的钢轨作为导向装置，完成材料、人员和设备运输，作业效率较低。传统煤矿井下辅助运输人工依赖度高，安全隐患大。井下辅助运输主要依靠人工驾驶，并配备跟车员，用工量大；工作环境复杂多变，转运环节多，与掘进支撑、供电等处于同一作业空间，顶板事故发生比例高，且井下通风不良，作业人员面临较大的安全隐患和职业病风险。井工煤矿单轨运输机器人吊挂于巷道上空的特制工字钢轨道，由车辆车载子系统、遥控子系统和运输网络子系统构成，具备精确定位、安全探测、自主感知、主动避障、自动错车、风门联动等功能，实现煤矿井下物料、人员、设备的辅助运输。
井工煤矿单轨运输机器人创新提出井下运输网络高精度地图结合UWB定位和编码器测距技术，实现井下复杂工况下机器人定位误差＜30厘米；采用煤矿井下5G物联网技术，机器人可与总控室实现4路视频信号同时传输，且遥控指令时延≤200毫秒，集成激光雷达、视频监控、角度传感器等实现外部环境数据采集传输，实现机器人远程管理及调度。融合物联网技术与UWB技术，在5G网络通讯故障或无网络的情况下，保证机器人正常运行。
井工煤矿单轨运输机器人分别于2021年09月在兖矿能源集团有限公司鲍店煤矿、2022年6月在兖煤菏泽能化公司赵楼煤矿实现应用。应用前，兖矿能源集团股份有限公司井下辅助运输人工成本高，设备运输效率低，单车跟车操作人员为4人，人员与运输设备尾气直接接触，职业病现象严重。应用后，单机器人仅需1名操作人员，运输速度提升30%，运输成本降低30%，每班运输效率提升60%，实现新增销售收入900余万元，新增利润230余万元。
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