科创中国

三一重装科创中国智能化掘进机专业服务团，通过科创中国服务平台为试点城市企业禹花煤业定制开发了全智能化井下掘进机，智能化掘进机综合了惯性导航、激光测距以及视觉定位等多种定位方式，从多个维度、多种角度对掘进机在井下的位置姿态进行监控，从而准确对掘进机定姿、定位。通过自动截割算法实现掘进机的自动截割作业，通过井下集控室和地面操作台等远程集控平台对掘进机进行远程控制，同时远程集控平台也提供了一个人机交互的平台，操作人员可以通过远程集控平台实时观察智能掘进机自动截割的截割轨迹，也可以通过远程集控平台的上位机设置参数，使智能掘进机根据不同的巷道特点及巷道需求进行自动截割。在掘进机自动截割的过程中，通过控制算法控制截割头自动截割的伸缩补偿，使截割头的工作面截割出一个完整平面，从而截割出完整的成型巷道，避免出现超挖欠挖的现象。为保证智能掘进机工作的安全性，智能化掘进机还加入了电子围栏技术以及边界限位技术，防止人员误入，保证安全掘进。同时，为保证操作人员更好的检查掘进机实时工作状态，解决摄像仪盲区问题，智能化掘进机采用虚拟现实技术，实现掘进机与巷道空间位置的真实表达。

（1）发明了精准定位技术，采用双目视觉+惯性导航，实现了掘进机井下作业的精准定位和位姿感知，定位精度高，巷道偏移量自动计算，可取消人工点对点工序，达到国际领先水平。（2）研发了自动截割技术，通过截割工艺的控制策略，实现了行走自动纠偏，自动调直，自动截割的功能，达到了累积进尺误差小的效果，达到国际先进水平。（3）研发了超视距控制技术，结合视频监控技术和自动截割技术，突破了井下因粉尘大而无法远距离操作的难题，形成了以“截割轨迹为主，视频为辅助”工作新模式，实现了超视距巷道截割，达到国际先进水平。 （4）提出了智能掘进机预测性维护技术，采用掘进机3D仿真+预测性维护，实现了掘进机姿态可视化、运行数据实时监测与关键部件（油泵、马达）预测性维护，达到国际先进水平。

该成果符合国家产业政策发展方向。国家煤矿安监局2019年第1号公告，发布了《煤矿机器人重点研发目录》，涉及掘进、采煤、运输、安控和救援等关键危险岗位的 5 类、38 种煤矿机器人。《能源技术革命创新行动计划（2016—2030年）》提出，到2030年实现煤炭智能化开采，重点煤矿区基本实现工作面无人化，全国煤矿采煤机械化程度达到 95 %以上。矿山现代建设正朝着建设绿色矿山、智慧矿山方向发展，实现信息准确实时采集、网络化传输、可视化展现、自动化及智能化运行这样一个智慧体，使人、机、环境处在协调统一的运行体中，我服务团所开发的智能化掘进机将引领国内煤矿机械行业的发展。 该智能化掘进机控制技术成熟新颖，提高了使用安全性和操作、控制舒适度，提升了产品可靠性，专利技术的实施不但增强了企业竞争力，同时也推动了我国煤炭、隧道施工技术水平及施工装备的提升。 该成果成功实施，将为公司及社会带来较大效益。预计量产后将带动掘进机的销售，增加掘进机产品的附加值，并将研发成果同时应用于隧道掘进和露天矿山开采领域。

该团队专业从事煤炭掘、采、运成套设备研发、制造及销售的大型装备制造企业，已被认定为国家级企业技术中心、国家级高新技术企业、国家创新示范企业、国家两化融合创新试点企业。2009年11月25日成功在香港上市（HK.00631）。2020年实现销售额50亿元，利润8.3亿元；2021年实现销售额66亿元，利润10亿元。 在煤机产品研制方面取得了突出成绩。掘进机产品适应煤、半煤岩、全岩巷道掘进及隧道施工，是业内第一品牌；产品销量自2008年始，持续第一，2018年获评工信部单项冠军产品。在综采领域，可提供综采成套设备一站式整体解决方案，产品涵盖极薄、薄、中厚、厚煤层全系列综采成套设备。在矿车领域，为用户提供露天矿山铲运成套设备整体解决方案。 2022年重点研发方向：持续推进煤矿井下智能化掘进机研制：实现井下掘进最强大脑，完成智能控制、高精度感知、多种操作模式、三维模拟、故障预警和数据上云等关键技术攻关。

掘进工作面掘进机远程可视化系统对解决工况条件差、施工安全、作业过程粉尘大、瓦斯突出等问题具有显著的抑制作用；一方面，掘进机远程可视化系统改变了目前的掘进作业模式，使综掘机司机远离掘进迎头危险地段，巷道掘进施工安全得到了充分的保障，减少了事故造成的人员伤亡和财产损失；另一方面，掘进机远程可视化系统使工人远离粉尘环境，减轻了工人的劳动强度，使工人从笨重的体力劳动中解放出来，稳定了工人的情绪，调动了工人的积极性，树立了煤矿的良好形象，增强了煤矿工人的安全感与自豪感，取得了显著的社会效益。 同时，本项目的实施，需要大量的零、部件配套产品，将带动以煤炭采掘机械为中心的机加、铸造等一大批企业的共同发展，推动民族工业的发展；对打破国外进口高端产品在国内市场的技术和价格垄断局面，降低煤炭企业采购成本，提高我国装备制造水平有重要意义。

1.以委托开发方式，进行成果转化，资金费用已双方签订的技术协议和商务合同为准。 2.该成果应用于截割功率为260KW的煤矿井下掘进机，实现自动定位和截割、远程操控及自检预测维护功能。 3.该成果应用的掘进机设备，未经允许，禁止转让于其他同类竞争对手公司。