我国的能源基础在很长周期内都以煤炭为主,可煤炭的开采面临众多无法预测和不可控的恶劣自然因素的影响,如何安全有效且高产的开发始终是困扰企业发展和社会和谐的问题,因此在煤炭井下引入机器人对促进煤炭安全生产具有现实意义。本文旨在为井下机器人入驻的安全性评价提供科学可行的方法。煤矿机器人的工作定位就是替代人类去完成一些高低风险的工作,因此其工作环境的危险程度始终都存在不确定性,其安全性的入驻,主要取决于其自身的本质安全是否达到煤矿安全规程等有关要求,及煤矿井下的空气环境,一些未知的影响因数还是会对机器人造成潜在的风险,比如机器人在斜巷工作时,其姿态的保持是否能够满足自身不发生倾斜,倘若一点发生倾斜,其是否会因此与周边的金属钢材发生刮碰,从而因此引起火花,如果这个假设成立,那么这种风险的结果是十分难以估量的。因此本文将从以下几个方面去去研究探讨机器人安全使用的可能性:首先阐述了国内外煤矿井下机器人的研究进展情况以及本课题开展研究的目的和意义,并做了与之对应的分析,介绍了文章的主体结构和内容;其次对煤矿井下的不同环境进行说明,例如地形地貌环境、巷道空间环境、水资源环境等,并对其中部分“环境”做了模型简化处理,并给出一定的尺寸范围,且对矿井机器人的定位系统简要说明;再次介绍了煤矿机器人几种典型的移动结构,阐述了煤矿机器人机械系统结构与防爆系统设计,对于机器人的机械结构设计和防爆安全等级等方面的行业标准要求,进行了论述,利用SolidWorks软件进行三维建模并用ANSYS workbench进行仿真分析,仿真结果表明其强度与变形能够满足使用要求,同时还详细阐述了煤矿机器人控制系统功能需求与具体结构组成;最后在环境安全评估的架构原则基础上,对煤矿井下气体安全环境的架构有一定的建立。本文的难点如何将对煤矿井下环境安全评估中人为因素的影响权重降到最低。在评估井下环境是否安全要综合各方面的数据,而井下空气环境数据是所有数据中的主导。对与井下空气中的气体环境,每一个因素的存在都不是单一的存在,它们之间都是相互影响的,这其中不可避免的会因为人为因素的加入而影响到评估的效果。本文的创新点在于综合网络分析法(ANP)和FCE两种方法,并结合实际,加入三家模糊数将煤矿井下环境的安全评估中人为因素的影响权重降低到最低,因此,可采用ANP-FCE结合的评估方法,对各种不同因素之间的权重以定量和定性的方法计算出来。图28 表8 参51