《煤矿机器人重点研发目录》
将煤矿机器人分为
这几年随着煤矿智能化的发展，
越来越多的煤矿企业开始
研发和投入使用煤矿机器人。
大家都知道，
煤矿机器人可以带来
减人提效等诸多好处。
但是，煤矿机器人本身也需满足
多种安全要求，才可安全地投入使用。
《管理方案》和
《基本安全要求》出台背景如何？
具体对煤矿机器人下井作了哪些要求？
本报记者采访了安标国家中心相关专家。
◆推动煤矿机器人安全下井
2019年初，《煤矿机器人重点研发目录》公布，提出聚焦关键岗位、危险岗位，重点推进5类、38种煤矿机器人研发。随着国家政策出台，不少科研机构、煤炭企业以及机器人制造企业开始探索研发煤矿井下机器人。
安标国家中心审核发放中心主任康迎春介绍，一般情况下，安标国家中心需要依据现行有效的国家或行业标准审核发放安全标志，但涉及新技术、新材料、新工艺的新产品，往往没有可以直接执行的标准。而在工况条件特殊的煤矿井下，机器人需要满足防爆、电气安全、通信控制、电磁兼容、井下充电管理等多种安全要求。
为了既兼顾机器人井下应用基本安全要求，又推进煤矿机器人产品化及试用推广，安标国家中心全面梳理煤矿安全标准规范对机器人的基本安全要求，收集整理分析国内外机器人标准，多次组织中国煤科集团、国家能源集团、中国矿业大学等单位专家对重要安全问题开展研讨，前后历时2年，最终形成了《管理方案》和《基本安全要求》。
◆提出基本安全要求，按照新产品发放安标
《管理方案》要求，煤矿井下机器人应满足《基本安全要求》。在可直接参照执行的相关标准出台前，煤矿井下机器人安全标志审核发放按照《矿用产品安全标志审核发放实施规则新产品》中的各项规定执行，证书有效期一般为2年；对于在技术、工艺、材料方面有重大突破，或者其重要安全性能需要在煤矿井下工业性试验中予以验证的机器人，则采用批次或台套的工业性试验新产品安标发放模式。
“就像文件标题所体现的，《基本安全要求》是对煤矿井下机器人在安全方面的基本要求，是必须满足的条件。”安标国家中心审核发放中心二部主任常琳说。
《基本安全要求》分为煤矿机器人的界定、基本安全性能要求以及申请人应具备的基本条件三部分。
根据《基本安全要求》，可以在安全标志准入管理中冠以“煤矿机器人”名称的设备，至少应该具备感知周边环境状态或自动识别目标（故障）点，能够自主判断并自动执行相应动作等基本功能。
常琳介绍，基本安全要求可分为三类。
一是对煤矿井下机器人在不同环境下防爆性能的要求。
煤矿井下机器人在任何状态下所产生的电气火花能量及其所使用的材质，特别是外壳材质所产生的摩擦、冲击火花均不能引爆煤矿井下瓦斯气体。
二是对机器人在使用中基本安全性能的要求，包括电气安全性能、通信性能、控制及保护性能、电磁兼容性能、防护性能。
常琳表示，这就是要求机器人在使用中不能影响到其他设备或者人的安全。比如，《基本安全要求》规定，非本质安全型的机器人，应具有瓦斯超限断电功能，并且断电后应能闭锁，只能人工复位后方可重新启动；对于行走式或者轨道式运行机器人，其驱动、安全保护、制动性能应满足相关标准的规定，安全保护、安全制动的冗余设计应满足相关要求；大型作业类机器人，宜具备防止人员异常接近的预警及保护功能。
三是对机器人组成设备和重要零（元）部件的相关要求，包括电池及充放电管理、采用拖曳电缆的机器人特殊要求。
比如，采用拖曳电缆的机器人，除了满足普通电缆要求外，还要求具备抗弯曲疲劳能力，并满足远程断电要求。
鉴于煤矿机器人技术密集、智能化水平要求高等特点，《基本安全要求》还规定了申请人应具备的基本条件。例如，申请人应具有独立研发、实验、验证等技术的能力和服务能力，具备相应的生产制造、过程控制以及出厂检测的设备设施和条件，拥有信息化、智能化管理手段等。
◆相关标准需进一步研究
《基本安全要求》是对煤矿井下机器人在安全方面需满足条件的框架性要求，具体某类机器人安全标志的审核发放则有相应的实施规则。
《管理方案》提出，煤矿巡检机器人的安全标志审核发放执行《矿用产品安全标志审核发放实施规则煤矿巡检机器人》。
“从实践看，目前申请安全标志的主要是安控类煤矿机器人，即各种巡检机器人。”康迎春说，因此安标国家中心首先制定了煤矿巡检机器人的实施规则。目前，该实施规则正在进一步征求意见。其他类型机器人的实施规则及安全技术要求，安标国家中心将根据用户需求陆续组织制定。
“现在，煤矿井下机器人的应用还存在一些问题需要进一步研究攻关。比如，机器人的材质、电池容量问题。”康迎春介绍，目前大多数煤矿井下机器人为了满足防爆要求，一般为钢质外壳，造成机器人自重过大，功能发挥受限；此外，大多数机器人需要使用电池，电池的容量、续航能力、井下充电等问题也都需要逐一开展系统性研究。
这些问题也体现在了《管理方案》《基本安全要求》中。《管理方案》提出，对于使用性能及新技术可能带来的新问题，待推广应用中不断积累、评估、完善或者在相关标准制定时进一步要求。《基本安全要求》提出，在应急救援中使用的机器人，可否采用轻合金材料外覆金属或非金属涂层作为防爆外壳及相关技术要求，有待进一步研究。
“《管理方案》《基本安全要求》的发布有助于促进煤矿机器人在井下的应用推广。可以预见，随着相关要求进一步明确、标准不断完善，煤矿机器人的应用将更加广泛。”常琳说。
来源：中国煤炭报 责任编辑：张翔
编辑：崔维维
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