机器人技术对采矿安全的重要性

工人的安全、生产力和可持续性是有效运营矿山的最重要因素之一。因此，改善工人安全的机器人和自动方法是采矿和机器人行业研究和发展的最前沿。

根据统计和研究咨询公司GlobalData即将发布的一份报告称，机器人技术对于任何打算在不久的将来保持竞争力的矿业公司来说都是必不可少的。除了安全之外，机器人技术还有助于采矿业提高生产力和可持续性。工业机器人的市场预测反映了这一点，预计在本十年剩下的时间里，它将以37.5%的可观复合增长率增长，从2020年的146亿美元到2030年的3521亿美元。

将人类工人从危险区域移出，是确保这些区域的采矿作业安全的一种失败的手段。

例如，钻机已经被远程操作和监督，将人类从往往是危险的、不稳定的钻井现场移走。牵引作业可以用自动驾驶、坚固耐用的车辆进行，包括一些具有自动充电过程的电动车辆。地下采矿活动也可以在没有人在危险区域的情况下进行，高墙和水下检查任务由无人机、陆地车和水下机器人执行。

本文讨论了机器人技术用于改善全球采矿作业安全的例子。

澳大利亚镍矿在机器人协助下避免了危机的发生

2018年，在澳大利亚必和必拓西镍矿的一个钻孔中，在地下深处发现了一根已经危险地超压的水管。BHP联系了伍德赛德和迪肯大学、德克萨斯大学、Clearpath以及美国国家航空航天局的机器人工程师，要求他们协助处理过压的管道。

该团队远程引导机器人穿过隧道，在那里切断管道以释放压力。操作完成后，一个人类团队进入现在安全的隧道，取回机器人。

如果不是机器人设备和它提供的安全远程操作，这次行动就会很危险，也不太成功。整个过程，从发现到计划和解决，只用了不到两周的时间，由于团队有能力将机器人部署到现场，所以速度更快。

美国西弗吉尼亚大学开发的自主机器人安全系统

屋顶坍塌和碎片坠落是地下矿井事故的一些主要原因，有时会导致工人受伤和死亡。为了解决这一安全问题，西弗吉尼亚大学（WVU）的工程师正在开发一个自主机器人安全系统，以监测地下矿井的结构完整性和安全性。该系统应有助于防止矿工因屋顶坍塌和碎片坠落事件而受伤或死亡。

西弗吉尼亚大学的Ihsan Berk Tulu博士和Jason Gross博士是这个自主机器人系统的幕后推手。所谓的 "落地 "事故是美国地下矿井受伤的一个主要原因。

当地下矿井的部分支柱或屋顶倒塌时，就会发生落地事件。最近，宾夕法尼亚州惠特尼的一个矿场报告了一起支柱倒塌事件，突出了这些事件所带来的持续安全风险，以及对像西弗吉尼亚大学开发的系统的需求。

工程师们通过将无人机与远程操作的地面车辆相结合。然后，机器人系统创建了地下矿井的高分辨率三维地图，评估支柱和屋顶的损坏情况。

三维地图随着时间的推移监测矿井支柱的结构完整性，并使该团队能够及早发现可能导致坍塌的危险状况。

到目前为止，该团队已经设计了机器人系统，并正在整合传感器。各种软件组件，包括LaModel公司提供的边界元素软件，也在审查之中，目前正在模拟环境中进行测试。

加拿大皇后大学的自动装载研究

皇后大学的工程师们开发的新的机器人技术，使地下负载运输倾倒（LHD）铲斗自动装载破碎的岩石块。该技术使该过程更加有效，并提高了工人的安全性。

研究人员已与PARTEQ创新公司和阿特拉斯-科普柯公司合作，将这项技术商业化。后者计划进一步开发该技术，并在未来将其与LHD车辆相结合。

机器人技术和采矿业将继续共同发展？

今天，采矿业面临着多重挑战。资源的可用性正在减少，因此，全球采矿业的盈利能力也在下降。围绕环境可持续性、工人安全和权利以及土地使用变化的社会和道德问题，使21世纪的采矿业经营压力更大。

先进的机器人和自动化技术可以缓解这些压力。在许多情况下，他们已经在这样做了。采矿业中的机器人应用所面临的持续挑战包括：在严苛、崎岖的作业中提高可靠性，以及扩大机器人的范围以执行更多采矿功能。