在国家持续推进矿山安全治理现代化、深入实施制造强国与科技强国战略的背景下,面对我国煤炭资源长期高强度开采所带来的复杂地质条件与安全开采难题,河南理工大学能源学院研发团队在项目负责人张誉耀的带领下,由赵灿鑫、郝志鹏、张韵涵等学生紧密协作,并依托辛亚军、姬红英、尹士花等教师的专业指导,聚焦矿山井下沿空留巷这一关键工艺,成功研制出“矿山井下沿空留巷姿态自调整多维控顶智能机器人”。
沿空留巷作为煤矿无煤柱开采的核心技术之一,直接影响资源回收率与井下作业安全。然而,传统沿空留巷控顶作业长期存在一系列行业痛点:井下作业空间受限、地质条件复杂多变导致设备姿态调节精度不足;人工控顶效率低下、安全风险高;单一支护模式难以适应多样化围岩条件。这些问题严重制约了矿山开采的智能化进程与安全保障能力提升。
该机器人作为一款创新型矿用支护装备,以“多维控顶+智能决策”为设计核心理念,深度融合了四大智能系统:四柱高效行走定位系统支持机器人在狭窄巷道中实现快速稳定移动与精准定位;智能感知与预警系统依托激光雷达与多传感器融合技术,对巷道工况进行实时辨识与安全预警;自适应精准支护控制系统通过液压自适应机构与围岩监测数据融合,实现工作阻力的智能给定与动态调节;多智能体协同作业系统基于无线通信网络,实现多个机器人之间的任务协同与高效调度,并运用基于深度学习的自主决策算法,赋予设备在巷帮整理、充填及支架移设等环节中的智能判断与自主执行能力。通过上述系统的高度集成与协同运作,该机器人构建起一套完整的智能支护作业体系,可显著提升沿空留巷的安全性、适应性与综合效益。
此项研发正是针对上述行业痛点开展的关键技术攻关。该智能机器人的成功问世,是我国矿山智能化开采领域的一项里程碑式成果,标志着我国在矿山井下沿空留巷核心装备方面实现了从传统人工作业向智能自主运行的重大跨越,为构建现代化矿山安全治理体系、推动煤炭行业智能化转型提供了坚实的技术支撑。(祁腾达)
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