10亿！爬坡过坎的机器人“矿工”，正在跑出一门好生意
煤炭是我国重要的一次能源。
然而，在给我国提供能源安全有利支撑的同时，全国每天有近两百余万矿工在高危、高温、高湿、高粉尘环境下进行高强度作业。
受限于矿井下恶劣及复杂的作业环境，煤矿机器人的研发应用一直是是机器人技术领域的难题之一。
据统计，煤矿井下从业人员新发尘肺病占煤矿新发职业病比例超过70%。以煤矿机器人为代表的特种机器人走入行业应用，是提升从业人员安全、实现能源供给稳定的重要保障。
早期，煤矿机器人指辅助煤矿事故后救援工作的煤矿救援探测机器人，此类机器人缺少理论支撑，仅搭载了简单的防爆技术，还需要人为控制与决策。
2020年起，智能检测、采、掘、运等作业机器人开始受到重视，随着多种煤矿智能传感器、控制器的涌现，科研人员对煤矿机器人的理解更为深入，部分产品已经进入“深水区”。
煤矿机器人特指完成掘进、采矿、通风、运输、选煤等工作任务的机器人。
在煤矿智能化建设进程中，由事故频发、劳动密集、自动化程度低的传统矿井转变为安全高效、技术密集、无人化的智能矿井，煤矿机器人无疑是推进智能化煤矿建设的基础，机器人技术的应用可有目的性地解决特殊岗位的困难，减少煤矿事故的发生率，提高煤炭的开采效率。
市场热点 早期发展阶段销售额已近10亿
当前，对煤矿机器人的研究已成为热点问题。
据中国煤炭工业协会发布的《2022煤炭行业发展年度报告》数据，煤炭行业发展新动能新优势持续增强。这10年，全国煤矿数量由1.3万处减少到4400处以内，年产千万吨级的生产煤矿由33处发展到79处，产能由4.5亿吨/年提高到12.8亿吨/年。智能化煤矿建设从无到有，截至2022年底，全国建成智能化煤矿572处、智能化采掘工作面1019处，31种煤矿机器人在煤矿现场应用。
近日，中国社会科学文献出版社在线发布了《中国机器人产业发展报告（2022~2023）》。该报告的专题报告之一《中国煤矿机器人发展报告》显示，煤矿机器人市场仍处于早期发展阶段，市场竞争格局较为分散，但目前销售额已近10亿元，其中安控类和掘进类煤矿机器人发展较为迅速。
2021年，我国煤矿机器人企业有368家,较上年增加25.17%。以美国为代表的发达国家煤矿机器人整体发展水平相对较高，煤炭开采成本低。未来，煤炭开采劳动力密集的发展中国家在机器人等技术带动下，将有更多煤矿机器人市场需求，促进全球煤矿机器人市场的扩展。
《报告》预计，到2027年，中国煤矿巡检机器人需求量为902台，对应煤矿巡检机器人市场规模为7.59亿元，煤矿掘进机器人需求量为692台，对应销售额为27.6亿元。
爬坡过坎 关键技术亟待解决
整体来看，矿山机器人的发展正处于爬坡过坎的关键时期。
从“十二五”提出煤矿智能化至今，虽然取得了很大的成就，但仍属于培育成熟阶段，由于煤炭生产环境的特殊性，煤矿机器人的发展仍有许多关键技术亟待解决。
首先，煤矿机器人在复杂的煤矿井下环境工作,安全保护与防爆设计要求极严，关键模块为了达到防爆要求，就需要尺寸、重量等参数加大，无法做到轻量化，从面影响煤矿机器人运动的机动性和灵活性，尤其影响井下复杂地形的适应性。
其次，面对不稳定的工作环境时很容易遇到突发事故，很可能会造成机器人短路、传感器失效或续航能源动力不足等故障。因此煤矿机器人的机械结构以及材料、能源结航能力、远程通信与感知、控制系统等重要部分成为研发所有不同种类煤矿机器人的技术核心。
再次，井下潮湿、光照不足、视线不佳、粉尘大，这些不利因素造成煤矿机器人在信息精准感知、实施目标检测、路径规划与避障智能控制以及其可靠性稳定性等方面是研发应用的一大难题。
除此之外，煤矿井下机器人的充电技术、精准导航技术、全地形适应能力井下机器人群的协作性等，也是目前需要攻克的技术难题。
结语与未来
目前，全国已有370余处矿井应用了巡检、喷浆、钻锚、灭火、救援等共计31种煤矿机器人。机器人领域的精准控制、定位导航、机器视觉、自主决策等新技术在矿山行业推广，助力煤机装备企业实现了智能化和机器人化升级。
智能化建设减人增安效果不断显现。自2016年以来，全国煤矿井下危险繁重岗位作业人员减少37万人。伴随着智能化时代的到来，计算机技术的成熟与5G网络的推广将会为矿山智能化的发展奠定坚实的基础。
在全球智能化时代的趋势下，矿山智能化也只是时间问题，而煤矿机器人的出现将有力地推动了煤矿智能化的建设。考虑到国家对煤炭的稳定需求，煤矿生产的恶劣环境以及智能化时代的到来机器人人驻煤矿岗位是势在必行。在这种发展趋势下，在不久的将来，煤矿生产将会实现真正的无人化。
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