编者按
煤矿掘进装备的智能化是实现煤炭安全高效开采的技术保障。由国家发展改革委、能源局、应急部、煤监局、工信部、财政部、科技部、教育部8部委联合印发的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》指出，重点突破智能快速掘进等技术与装备，对于冲击地压、煤与瓦斯突出等灾害严重的矿井优先开展智能化采掘（剥）的机器人替代。近年来，我国在煤矿掘进智能化技术与装备方面取得了一系列科研成果，为实现煤矿掘进工作面无人化或少人化提供了支撑。为总结交流学术成果、探讨技术发展方向，本刊组织策划了“煤矿掘进装备智能化技术”专题，报道内容涉及巷道掘进机器人定姿定位及远程控制、巷道修复重载作业机器人等方面，特别感谢西安科技大学张旭辉教授对本专题组稿工作的支持！衷心感谢各位专家学者在百忙之中为本专题撰稿！
专题
“煤矿掘进装备智能化技术””专题
掘进机全站仪与捷联惯导组合定位方法
张旭辉，刘博兴，张超，杨文娟，赵建勋
掘进机定姿定位是实现智能掘进机的关键技术之一。针对基于全站仪的掘进机定位方法因井下粉尘过大等导致光路被遮挡而无法进行定位、基于捷联惯导的方法累计误差随时间推移逐渐增大的问题，提出一种掘进机全站仪与捷联惯导组合定位方法：采用卡尔曼滤波器融合全站仪测量的掘进机位置信息和捷联惯导测量的位姿信息，实现掘进机组合定位。试验表明该方法具有较高的定位精度。
煤矿巷道修复重载作业机器人现状与发展趋势
薛光辉，候称心，张云飞，吴淼
煤矿重载作业机器人是替代高危岗位工人作业的智能装备，面临作业空间狭小局促、作业环境复杂多变等挑战。总结了重载工业机器人现状及煤矿巷道修复装备的发展历史及存在的主要问题，提出了煤矿巷道修复重载作业机器人的概念及功能定位，分析了煤矿巷道修复重载作业机器人亟待解决的关键技术问题及发展趋势，以期为其研制提供借鉴。
数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术
张超，张旭辉，张楷鑫，谢楠，周创
针对现有掘进机远程截割控制方法大多基于视频监控与平面信息、巷道断面成形质量取决于人工操作经验而导致可靠性较低等问题，研究了数字孪生驱动掘进机远程自动截割控制技术：以掘进机感知数据为数字孪生驱动的数据来源；通过构建掘进机虚拟模型及求解掘进机运动学正逆解，实现掘进机与虚拟模型交互；以MySQL数据库为数据交互媒介，通过井下工业以太环网及矿用5G技术实现数据远程传输，实现掘进机远程截割控制。实验表明掘进机截割头能稳定跟随规划轨迹，虚拟界面显示的掘进机截割头位姿与实际位姿一致。
基于视觉测量的快速掘进机器人纠偏控制研究
张旭辉，周创，张超，谢楠，张楷鑫，刘博兴
具有精确定位和自动纠偏控制功能的快速掘进机器人是实现巷道掘进智能化的关键。针对现有掘进机控制技术主要以掘进机自主定位为基础，在井下高粉尘、低照度环境中定位与控制精度不高的问题，提出了一种基于视觉测量的快速掘进机器人纠偏控制系统：利用防爆相机拍摄激光指向仪图像，并对图像进行处理，根据位姿解算模型，解算出快速掘进机器人的位姿；针对快速掘进机器人移动过程中出现的各种位姿偏差，提出对应的纠偏控制策略，将测量的位姿反馈给PID控制器进行纠偏控制以提高快速掘进机器人的控制精度。实验结果满足实际工况要求。
唐口煤矿综掘机智能远程控制技术
刘延生
综掘机智能化是智能化综掘工作面的核心技术。综掘机定位控制、煤岩智能识别、巷道断面智能截割成形控制等是目前的重点研究方向。目前我国综掘机自动化及综掘工艺智能化方面的研究和应用已初见成效，但在智能化感知与远程控制技术上仍有所欠缺。以唐口煤矿为例，综合利用综掘机自动定位控制、自动截割控制、远程自动控制等技术，对综掘机进行自动定位和一键截割智能化改进，研发了综掘机智能远程控制系统，有效提升了综掘机智能化水平，实现了综掘工作面局部危险区域的无人化作业。
信息提供：李明
图文编辑：张聚
审 核：王晖
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