采矿带来的风险和危险是落石、陷阱和火灾，经常危及工人的安全。由于自动化机器人的引入，该行业正朝着更安全、更高效的方向发展。



机器人现在可以协助钻孔和挖掘，探测危险气体，就像20世纪初煤矿里使用的金丝雀一样，还可以将岩石运进和运出矿井。这些自动机器保护人类，在人类不安全的地区，如废弃的矿井，是必不可少的。



为什么我们要开采？



采矿业提供了丰富的珍贵矿物，可用于日常生活、建筑、汽车和电子设备。许多废弃的矿井因其稀有的自然元素而被重新审视。它们曾经被认为是多余的，现在已经成为智能手机、硬盘、LED、国防和能源系统不可或缺的组成部分。



探测废弃矿井的机器人



在欧洲，有8500座被淹和废弃的矿井，其中许多正在重新评估其矿产潜力，这是地平线2020资助的水淹矿井探索者（unemin）项目的一部分。



UX-1只是机器人平台的一部分，该平台旨在探索和绘制废弃矿井的地图，收集有价值的地质、矿物学和空间信息，而这些信息是其他方法无法获得的。它可以降低勘探成本，帮助欧洲开发可持续的贵重矿物供应。



设计一种能够在能见度有限的有限空间内完成如此艰巨的任务的机器人是一项具有挑战性的工作。它们必须装有大量的仪器，包括声学摄像机、声纳、推进器、激光扫描仪、计算机、充电电池、浮力控制系统和保护性耐压船体，这些设备组成了各种子系统，以提供电力和推进力。



在斯洛文尼亚伊德里亚水星矿测试机器人



2018年12月，60厘米球形UX-1在斯洛文尼亚汞矿进行了一个狭窄的、被淹没的通道的测试。这个机器人能够自主地在黑暗和黑暗的矿井水域中航行，并且可以使用它的多光谱照相机识别不同的矿物。



将机器人和传感器技术与互联网络系统相结合



ARIDuA，地下采矿中的自主机器人和物联网（IoT），是另一个旨在将机器人技术与设备、设备和系统互联网络相结合的项目，这些设备、设备和系统用于通信和交换数据。



例如，监测矿井环境并提供气体泄漏预警的网络传感器。矿井可以被安全疏散，并且可以被同一个传感器网络控制的机器人被部署来调查和探索可能的解决方案。



废弃的矿井通常富含钾盐，钾盐是一种开采的盐，含有水溶性形式的钾。这些机器人是防水的，配备了可以倾斜和平移的摄像头，其他传感器可以向水面提供反馈。



如果机器人必须在地下深处长距离行进，可以使用光纤来避免信号退化。检查机器人将配备高清视频系统，以记录并提供实时反馈。



监测采矿危险的机器人



许多机器人也在地表工作，以实现采矿作业的自动化，但在远处受到监督。一些人在矿井中移动，读取温度读数，监测岩石稳定性，以及其他可能影响工人安全的情况。



其他人，如无人机或无人驾驶飞行器，监测现场是否存在潜在的岩石滑坡，在爆炸前确认净空，生成现场交通和危险地图，并帮助设备定位。



Julius是由德国弗赖堡矿业技术大学计算机科学教授Bernhard Jung博士设计的机器人助手。能够通过携带重型设备提供体力，机器人还可以通过手持比人手更稳定的设备来帮助精确扫描，从而提高读数。



机器人钻机在岩石上钻孔，岩石中装满炸药，将岩石破碎后进行挖掘。他们使用GPS、障碍物探测和先进的自动钻孔来独立移动和挖掘。它们可以使过程比人工操作的设备更精确，更安全、更高效。



无人驾驶车辆在采矿现场越来越普遍，尤其是在西澳大利亚，因为它们正在接受测试。自动驾驶矿车使用与其他自动驾驶车辆相同的技术。激光扫描仪和雷达使它们能够在狭窄的尘土飞扬的隧道中安全快速地移动。



无人驾驶列车也用于进出现场，并具有复杂的车载计算机系统，例如，允许它们驱动、停止和跟踪信号。它们的探测系统能够在十字路口可预见地行动，并遵循速度限制，因此，这些系统被认为是提高安全性的原因。



采矿机器人的未来是什么？



随着对珍贵矿物的需求增加，矿藏不仅是在陆地上，也可能是在海洋甚至在太空。



在自动化采矿和帮助人类安全的机器人方面已经取得了巨大的飞跃，但仍有改进的潜力。



目前，人类和机器人必须继续合作，因为它们提供了不同的技能集。虽然机器人可以使矿井更安全、更高效，并提供体力，但人类仍然需要做出关键的决定。