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近百年来，煤炭行业从“人背肩扛”的艰辛，到机械化的普及，再到自动化的探索，每一步都凝聚着对安全与效率的极致追求。让机器人替代人工从事最危险的搬运、安装等作业，实现“人退机进”，是迈向“本质安全”的终极路径。
10月28日,全球首款矿用防爆220kg六关节工业机械臂在第二十—届中国国际煤炭采矿技术交流及设备展览会上正式对外发布｡该产品由中国煤科常州研究院与汇川技术及其旗下子公司智鼎科技联合研制,核心部件已取得矿用防爆和煤安认证,可在高湿、高粉尘、瓦斯等恶劣环境下替代人工完成喷浆、3D密闭墙打印、选矸等高危作业,让煤矿井下高危岗位机器替人的规模化应用成为可能,被誉为“井下智能作业的里程碑”｡
“这款产品的发布，是响应国家战略的必然担当。推动‘少人化、无人化’矿山建设，‘国家队’必须率先破局，扛起技术攻坚的重任。”中国煤科常州研究院副总经理陈晓晶在接受中国工业报记者正常采访时表示。
煤炭是我国当前的主体能源，在保障国家能源安全中发挥“压舱石”作用。煤矿智能化建设对于促进煤炭产业转型升级、实现煤炭高水平质量的发展具备极其重大意义。
然而，当前的智能化进程正面临核心瓶颈：井下危险场所的重型作业，仍然高度依赖人工，危险、低效、不可控。
陈晓晶在发布会上坦言，行业虽有了智能的“大脑”和“神经网络”，却缺少一个能在最恶劣环境下精准执行重型任务的“钢铁臂膀”。
近年来，煤矿智能化建设正迎来新机遇。2024年，国家能源局印发《关于进一步加快煤矿智能化建设促进煤炭高水平发展的通知》，提出大型煤矿要加快智能化改造，到2025年底前建成单个或多个系统智能化，具备条件的要实现采掘系统智能化。鼓励300万吨/年以上的生产煤矿全方面推进主要生产环节智能化改造，力争率先建成全系统智能化煤矿。
2024年国家矿山安监局、应急管理部、国家发展改革委等部门印发的《关于深入推动矿山智能化建设促进矿山安全发展的指导意见》提出，到2026年全国煤矿智能化产能占比不低于60%，智能化工作面数量占比不低于30%，智能化工作面常态化运行率不低于80%，煤矿、非煤矿山危险繁重岗位作业智能装备或机器人替代率分别不低于30%、20%，全国矿山井下人员减少10%以上。
近日，国家矿山安全监察局发布了《矿山智能机器人重点研发目录》。国家矿山安全监察局鼓励支持广大矿山企业、装备企业、机器人制造企业与高等学校、科研院所等热情参加，开展联合攻关，加快矿山智能机器人研发和产业化应用，努力把从业人员从恶劣环境与危险繁重岗位解放出来，切实提高矿山本质安全水平。
政策东风已就绪，行业瓶颈待突破。唯有持续推动“机器替人”，将从业人员从恶劣环境与危险岗位中彻底解放出来，才能从根本上提升矿山本质安全水平，真正的完成煤炭工业的高质量发展。
国家能源局总经济师鲁俊岭此前公开指出，“十四五”时期，煤炭行业涌现出一批全球领先的标志性装备，推动了煤炭工业持续取得历史性成就。
此次发布的矿用防爆220kg六关节工业机械臂，被誉为“井下智能作业的里程碑”。
“满足煤矿场景的防爆（满足国家矿山安全认证），本身就很难。煤矿的防爆要求，比一般的防爆要求都高。包括机器人的防爆设计、电机的防爆设计、电气柜的防爆设计等。此为业内首创。”汇川技术传动产品解决方案总裁章正昌坦言。
突破力量边界。220kg是目前煤矿矿用防爆机器人领域的顶尖水平，是真正能扛重担的“大力士”。首创“全电驱+隔爆兼浇封”专利设计，将伺服驱动、编码器、关节电机全部纳入隔爆腔体，防爆等级达ExdbIMb，重复定位精度±0.05mm，与地面工业自动化同级。
突破灵巧边界。六关节仿生结构,像人臂—样灵活,可在狭窄井巷游刃有余｡航空级超高功率密度伺服电机使关节重量降低50%、体积缩小30%,实际做到“举重若轻”｡
突破智能边界。集“慧眼+小脑+大脑”于一体,实现精准感知与智能控制全链路闭环。视觉、力觉多模态融合,配合自研力控算法,可完成智能喷浆、柔顺搬运等自适应作业,是真正能自主作业的“具身智能体”｡
突破融合边界。天生就能与5G网络、数字孪生平台无缝对接，是构建未来“透明矿山”的核心基石。同步发布的InoRobotLab、InoRobotSim、EX机电—体化数字孪生仿真平台，形成编程-仿真-运维完整闭环，可缩短装备开发周期30%，提升系统稳定性20%。
对此，中国煤科常州研究院矿用化技术线电机防爆技术主管张健强解释说，“我们把防爆壳体‘融’进电机本身，使机械臂的关节重量降低了50%，体积缩小30%，实现了矿用防爆六关节机械臂在狭小巷道‘有力’且灵巧作业。”
记者了解到，中国煤科常州研究院是唯一在伺服电机上采用浇封防爆技术突破4kW并获得认证的单位。汇川技术重工装备BU总监蒋靖伟在接受中国工业报记者正常采访时也强调了双方合作的必要性：汇川的平台能力和品牌优势。
“汇川有光、机、电、液、气的多产品平台优势。同时还有一个细分优势，就是大连智鼎深耕煤矿20多年矿用产品的开发和制造经验。此外，汇川还有专业的解决方案团队。”蒋靖伟解释说。
与国际矿机巨头的同类方案相比,六关节设计在防爆等级和自由度上有两方面突破。章正昌表示，一是满足“煤安认证”，属于I类认证或M1级别认证，是行业内第一家满足这个标准的机器人。二是六关节，六个自由度。在自动化行业已经很成熟，能满足绝大部分场景下自动化需求。
在智能喷浆方面，精准力控将回弹率由30%降至15%以下，年节省混凝土成本约20万元；喷射厚度误差≤±15mm，支护强度均匀度提升35%。
在3D打印密闭墙方面，六关节高自由度复现人工砌筑复杂动作，打印头恒压接触，墙体平整度≤10mm，施工效率提升60%，工期缩短一半，一次性验收合格率100%。
机械臂集成气体、视觉等传感器同步将环境数据（瓦斯浓度、巷道变形）接入矿井AI大数据平台，提升工作面灾害预警精度，成为矿山智能感知网络的关键节点。
陈晓晶回顾:“常州研究院主导制定了多项矿用防爆国家及行业标准,此次与汇川技术合作,旨在把五十余年的防爆经验转化为开放生态,让高危作业逐步搬回地面控制中心｡”
汇川技术重工装备BU总监蒋靖伟也表示:“依托中国煤科常州研究院在防爆领域的深厚积淀,叠加汇川二十余年伺服电机及光机电液气全栈自研平台，我们首次在井下场景实现重载、防爆、精密三大指标兼得｡后续将把这些能力矿用化、谱系化，为行业智能化提供可持续的技术底座｡”
对于未来发展，汇川技术重工装备BU总监蒋靖伟用16个字概括：“减员增安、助力建管、节能降耗和开放生态”。这款机器人产品就是“减员增安”的核心代表产品。
中国矿业大学（北京）智慧矿山与机器人研究院副院长牛艳奇此前接受各个媒体采访时指出，未来煤矿智能建设需要更加可靠、高效的软硬件，将智能设备扩展到掘进等传统的“智能禁区”。同时，设备“可定制性”也需提升，以灵活适配不同工况，适应“一矿一策”要求。
中国煤科常州研究院副总经理陈晓晶展望，未来不单单是做单一产品，机械臂构不成总系统。要解决煤炭最终的应用，还需要联合更多伙伴一同推动，最终目的是解决“少人化”，最终实现“无人化”。
随着5G和AI技术发展，煤矿设备功能将进一步集成、优化。它让机器从事最危险的工作，让人回归更具创造性的岗位，为煤炭工业乃至更广领域的智能升级提供了可复制、可扩展的工程样本。
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