煤炭是我國重要的一次能源。
然而，在給我國提供能源安全有利支撐的同時，全國每天有近兩百余萬礦工在高危、高溫、高濕、高粉塵環境下進行高強度作業。
據統計，煤礦井下從業人員新發塵肺病占煤礦新發職業病比例超過70%。以煤礦機器人為代表的特種機器人走入行業應用，是提升從業人員安全、實現能源供給穩定的重要保障。
早期，煤礦機器人指輔助煤礦事故后救援工作的煤礦救援探測機器人，此類機器人缺少理論支撐，僅搭載了簡單的防爆技術，還需要人為控制與決策。
2020年起，智能檢測、采、掘、運等作業機器人開始受到重視，隨著多種煤礦智能傳感器、控制器的涌現，科研人員對煤礦機器人的理解更為深入，部分產品已經進入“深水區”。
煤礦機器人特指完成掘進、采礦、通風、運輸、選煤等工作任務的機器人。
在煤礦智能化建設進程中，由事故頻發、勞動密集、自動化程度低的傳統礦井轉變為安全高效、技術密集、無人化的智能礦井，煤礦機器人無疑是推進智能化煤礦建設的基礎，機器人技術的應用可有目的性地解決特殊崗位的困難，減少煤礦事故的發生率，提高煤炭的開采效率。
市場熱點 早期發展階段銷售額已近10億
當前，對煤礦機器人的研究已成為熱點問題。
據中國煤炭工業協會發布的《2022煤炭行業發展年度報告》數據，煤炭行業發展新動能新優勢持續增強。這10年，全國煤礦數量由1.3萬處減少到4400處以內，年產千萬噸級的生產煤礦由33處發展到79處，產能由4.5億噸/年提高到12.8億噸/年。智能化煤礦建設從無到有，截至2022年底，全國建成智能化煤礦572處、智能化采掘工作面1019處，31種煤礦機器人在煤礦現場應用。
近日，中國社會科學文獻出版社在線發布了《中國機器人產業發展報告（2022~2023）》。該報告的專題報告之一《中國煤礦機器人發展報告》顯示，煤礦機器人市場仍處于早期發展階段，市場競爭格局較為分散，但目前銷售額已近10億元，其中安控類和掘進類煤礦機器人發展較為迅速。
2021年，我國煤礦機器人企業有368家,較上年增加25.17%。以美國為代表的發達國家煤礦機器人整體發展水平相對較高，煤炭開采成本低。未來，煤炭開采勞動力密集的發展中國家在機器人等技術帶動下，將有更多煤礦機器人市場需求，促進全球煤礦機器人市場的擴展。
《報告》預計，到2027年，中國煤礦巡檢機器人需求量為902臺，對應煤礦巡檢機器人市場規模為7.59億元，煤礦掘進機器人需求量為692臺，對應銷售額為27.6億元。
爬坡過坎 關鍵技術亟待解決
整體來看，礦山機器人的發展正處于爬坡過坎的關鍵時期。
從“十二五”提出煤礦智能化至今，雖然取得了很大的成就，但仍屬于培育成熟階段，由于煤炭生產環境的特殊性，煤礦機器人的發展仍有許多關鍵技術亟待解決。
首先，煤礦機器人在復雜的煤礦井下環境工作,安全保護與防爆設計要求極嚴，關鍵模塊為了達到防爆要求，就需要尺寸、重量等參數加大，無法做到輕量化，從面影響煤礦機器人運動的機動性和靈活性，尤其影響井下復雜地形的適應性。
其次，面對不穩定的工作環境時很容易遇到突發事故，很可能會造成機器人短路、傳感器失效或續航能源動力不足等故障。因此煤礦機器人的機械結構以及材料、能源結航能力、遠程通信與感知、控制系統等重要部分成為研發所有不同種類煤礦機器人的技術核心。
再次，井下潮濕、光照不足、視線不佳、粉塵大，這些不利因素造成煤礦機器人在信息精準感知、實施目標檢測、路徑規劃與避障智能控制以及其可靠性穩定性等方面是研發應用的一大難題。
除此之外，煤礦井下機器人的充電技術、精準導航技術、全地形適應能力井下機器人群的協作性等，也是目前需要攻克的技術難題。
結語與未來
目前，全國已有370余處礦井應用了巡檢、噴漿、鉆錨、滅火、救援等共計31種煤礦機器人。機器人領域的精準控制、定位導航、機器視覺、自主決策等新技術在礦山行業推廣，助力煤機裝備企業實現了智能化和機器人化升級。
智能化建設減人增安效果不斷顯現。自2016年以來，全國煤礦井下危險繁重崗位作業人員減少37萬人。伴隨著智能化時代的到來，計算機技術的成熟與5G網絡的推廣將會為礦山智能化的發展奠定堅實的基礎。
在全球智能化時代的趨勢下，礦山智能化也只是時間問題，而煤礦機器人的出現將有力地推動了煤礦智能化的建設。考慮到國家對煤炭的穩定需求，煤礦生產的惡劣環境以及智能化時代的到來機器人人駐煤礦崗位是勢在必行。在這種發展趨勢下，在不久的將來，煤礦生產將會實現真正的無人化。
