近日，在山东能源新矿集团翟镇煤矿三采联络巷掘进迎头，一台无人驾驶掘进机正有条不紊地截割煤岩。在迎头300米之外的集控室里，仅有1人通过显示屏监控作业过程。

经过在翟镇煤矿持续进行性能测试和程序优化，由新矿集团自主研发的国内首台悬臂式自主决策智能控制掘进机器人完成工业试验，实现预期目标。

实时精准定位，掘进机有了“神经元”和“智慧脑”

长10米、重约60吨的庞然大物，如何在井下实现智能控制？关键就是研发团队为掘进机装上了“神经元”和“智慧脑”。

新矿集团副总工程师、新矿信息技术公司经理孙常军介绍，悬臂式自主决策智能控制掘进机器人由悬臂式掘进机和主动式光学定位测量装置组成。

“在前两台样机现场试验、验证算法正确性的基础上，我们向厂家定制了一台掘进机，搭载压力、位移、温度、转速、电压、电流、姿态等10余种60多个传感器。”孙常军说，“自主研制的主动式光学定位测量装置，可对掘进机进行实时精准定位，模拟掘进机工作过程、巷道断面变化，自动控制掘进机截割作业。”

据了解，依托2019年度山东省重大科技创新工程项目“深地资源智能化掘进重大关键技术和成套装备研发与示范应用”相关课题，新矿集团对掘进机器人展开系统研究，从提出“智能掘进”构想到成功应用，取得多项核心技术突破。

新矿集团掘进机器人研发团队发明了一种适用于掘进机的精确测量和定位方法，能够实时追踪并精准测量掘进机及其部件的三维空间坐标，攻克了掘进机机器人化的关键核心技术。2023年7月，经过第三方公司检测，该掘进机器人定位误差小于44毫米、截割误差小于66毫米，达到业内领先水平。

新矿集团研发出一套掘进机器人数字孪生交互系统，可实时模拟掘进工作面现场情况，包括掘进机、截割头空间位置变化等，解决了掘进机远程控制时工作面不可见等难题。

通过自主决策智能控制系统，该掘进机器人既能按规划路径行走到巷道断面前、按规划路径进行截割，又能根据空间位置、岩壁硬度变化自动调整截割头运动路径、截割臂摆动速度。

6月17日，山东省科技厅组织专家通过视频连线方式对掘进机器人示范工程进行考察，认定该掘进机器人具备一键启动、自主定位、智能截割功能。

改变生产方式，工作效率提高30%以上

“以前，人工现场操作掘进机，截割1米，用时约30分钟。一般需要2人，1人操作、1人监护。截割时，迎头粉尘大、视线差，经常要降低速度，等待降尘。”翟镇煤矿掘进机司机袁强说，“现在，只需要1人在集控室操作。常态下，一键发出启动指令，即可控制掘进机自动进行全断面截割作业。出现异常情况时，才需要人工接管、处理故障。”

翟镇煤矿矿长白长江介绍，应用掘进机器人后，不但减少了降尘间歇时间，还能智能规划截割路径、智能控制截割速度，截割1米一般用时不到20分钟，工作效率提高30%以上。

“2023年2月，中国煤炭工业协会鉴定该成果达到国际先进水平。2023年11月，该成果入选2023能源企业信息化创新成果与实践案例。2024年7月，该成果获评第六届全国设备管理与技术创新成果一等奖……”说起获得的荣誉，新矿集团总经理助理马勇难掩激动之情，“这套全新的系统方案，将以其出色的效率和安全性，赋予新时代煤矿工人新的形象和尊严。”

截至目前，悬臂式自主决策智能控制掘进机器人获发明专利授权5件、软件著作权5项。

“我们将不断跟进配套、完善功能，推进掘进机器人在全煤及半煤岩巷道的常态化应用。”新矿集团党委书记、董事长王乃国表示。

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