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中國(guó)煤炭報(bào)、陜西日?qǐng)?bào)、中國(guó)網(wǎng)、學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)│4人施工變?yōu)?人巡檢！中國(guó)煤科西安研究院突破煤礦井下瓦斯防治無(wú)人化關(guān)鍵技術(shù)
發(fā)布時(shí)間：2022/7/5 14:42:07 來(lái)源： 點(diǎn)擊次數(shù)：
近日，中國(guó)煤科西安研究院牽頭完成的國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題井下瓦斯防治鉆孔及封孔機(jī)器人順利通過(guò)科技部驗(yàn)收。該技術(shù)的成功應(yīng)用可使煤礦井下瓦斯防治鉆孔工程從3人到4 人施工減少到1 人巡檢，從而實(shí)現(xiàn)施工無(wú)人化。
一直以來(lái)，我國(guó)煤礦瓦斯抽采自動(dòng)化程度低，勞動(dòng)強(qiáng)度大，現(xiàn)場(chǎng)施工人員多且靠近孔口操作，一旦孔口發(fā)生突發(fā)事故，極易造成人員傷亡。雖有不同科研單位在瓦斯防治自動(dòng)化領(lǐng)域進(jìn)行了不少探索，但囿于鉆孔過(guò)程中的止振及大角度姿態(tài)調(diào)節(jié)、鉆桿的高精度識(shí)別與精確定位等問(wèn)題無(wú)法解決，瓦斯防治無(wú)人化問(wèn)題成為智慧礦山建設(shè)的“卡脖子”問(wèn)題。
為此，西安研究院組織力量進(jìn)行攻關(guān)，先后研發(fā)鉆孔封孔一體化無(wú)人化、基于視覺(jué)伺服的六軸鉆桿自動(dòng)裝卸、封注一體式自動(dòng)封孔等關(guān)鍵技術(shù)。
井下瓦斯防治鉆孔及封孔機(jī)器人系統(tǒng)首創(chuàng)了一種制振構(gòu)件及角度調(diào)節(jié)裝置，有效抑制了振動(dòng)，降低了自動(dòng)加桿難度；開(kāi)發(fā)了基于耦合運(yùn)動(dòng)學(xué)模型的開(kāi)孔定位技術(shù)，將開(kāi)孔精度控制在了±0.1°范圍內(nèi)；首次將工業(yè)六軸機(jī)械手應(yīng)用于煤礦井下，創(chuàng)新設(shè)計(jì)了位姿傳感與點(diǎn)位引導(dǎo)相結(jié)合的機(jī)械手動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃算法，開(kāi)發(fā)了基于結(jié)構(gòu)光三維重建技術(shù)的視覺(jué)測(cè)量及定位系統(tǒng)，成功解決了系統(tǒng)智能化程度不高、攜桿量不夠的問(wèn)題；設(shè)計(jì)了整體多通道封孔裝置，開(kāi)發(fā)了基于壓力控制的坐封、注漿自動(dòng)切換技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下瓦斯防治無(wú)人化作業(yè)。圍繞該系統(tǒng)，形成了8項(xiàng)發(fā)明專利、3項(xiàng)軟件著作權(quán)和1項(xiàng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)煤礦鉆孔無(wú)人化施工的技術(shù)空白，大幅提升了井下鉆進(jìn)施工智能化水平。
據(jù)悉，該系統(tǒng)研發(fā)成功后在河南平寶煤業(yè)進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)。試驗(yàn)中，自動(dòng)開(kāi)孔時(shí)間小于30秒，開(kāi)孔精度控制在0.1°以內(nèi)，試驗(yàn)效果良好。
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