“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：井下智能探放水钻孔
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：钻孔钻进 |
| 场景实例：井下智能探放水钻孔 |
| 机器人产品及制造单位：探放水钻孔机器人，中煤科工西安研究院（集团）有限公司 |
| 应用单位：国家能源神东煤炭集团公司、国家能源乌海能源有限责任公司、普能控股装备制造集团有限公司、淮北矿业（集团）有限责任公司、淮河能源控股集团有限责任公司、陕西煤业化工集团有限责任公司 |
我国煤田地质条件复杂，煤矿突水与地质构造、采矿活动、地应力、地下水水力特征等因素关系密切，地表水、孔隙水、裂隙水、岩溶水和老空（窑）水等是煤矿生产过程中常见的水害类型。水害作为威胁矿井安全生产的主要危险源之一，其防治工作一直是矿井安全生产的重点内容，利用煤矿井下钻探装备进行探放水钻孔是解决井下水害问题最直接、有效的方法。传统探放水钻孔施工自动化程度低，无法满足作业需求。传统探放水钻孔主要由人工操作钻机和辅助装卸钻杆完成，缺乏专用成套的自动化设备，依赖工人经验进行钻进工艺与钻进参数调整，决策时间长、劳动强度大；常规回转钻进钻孔轨迹无法精确控制，目标指向性不明确，孔口装置与钻机相对独立，无法实现高效协同作业。水文地质条件复杂，探放水作业存在安全隐患。随着我国煤炭开采逐步向深部转移，水文地质条件变得越发复杂，探放水钻孔施工过程中常遇孔内高压水、大流量突水钻进作业情况，人工操作钻机时无法掌握孔内水情变化，不能及时进行防控，从而导致水淹钻场和巷道，容易损坏现场设备，也严重威胁工人的人身安全。
探放水钻孔机器人由智能探放水钻机、大容量钻杆自动连续补杆系统、智能孔口安全控制系统、多参数感知与监测系统、智能定向钻进控制决策系统组成，具备自适应定向钻进、连续自动装卸钻杆、实时数据采集和监测等功能。
探放水钻孔机器人基于多参数智能感知、多机构精确控制、智能孔口监控、自主决策钻进等技术，采用无线遥控和智能控制决策技术，通过孔内地层水文地质信息实时获取、实时分析，实现探放水钻孔作业过程中富水含水层的精细探测和实时判识，为机器人自主决策智能钻进提供数据支撑；自动采集孔内地层岩性变化信息、顶水压力变化等水文地质信息，为疏放水钻探工程科学确定疏放靶区、优化疏放工程布置提供支撑；利用实时获取的钻孔参数，通过自主分析决策技术，达到自适应定向钻进施工的要求，实现探放水钻孔施工精准探测；开发精准闭环控制高效定向钻进控制算法，根据随钻监测孔底轨迹参数、工程参数等多源信息，反馈控制工艺参数与钻进参数，实现精准高效定向钻进。探放水钻孔机器人在国家能源神东煤炭集团公司、国家能源乌海能源有限责任公司、晋能控股装备制造集团有限公司、淮北矿业（集团）有限责任公司、淮河能源控股集团有限责任公司、陕西煤业化工集团有限责任公司等实现应用，累计推广应用超30台套，累计运行时间超2万小时。应用前，需3人操作钻机进行钻孔施工作业且劳动强度较大。应用后，只需1人监管自动钻孔施工作业，提升了探放水钻孔作业的智能化水平，直接降本10%、提效30%以上，有效推动煤矿实现安全高效生产和降本增效。
特别声明：
本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。
更多精彩内容，关注“传煤”微信公众号，或点击“期刊群”免费获取科研论文
用微信扫描左侧二维码，关注“传煤”公众号，第一时间获取煤炭行业新鲜资讯，享全方位煤炭科技知识信息服务。
