沖擊地壓是我國(guó)深部煤礦開采中最嚴(yán)重的動(dòng)力災(zāi)害之一。隨著我國(guó)煤礦開采深度和強(qiáng)度的加大，沖擊地壓發(fā)生頻次和破壞強(qiáng)度也不斷增大。鉆孔卸壓是防治沖擊地壓的重要方法，然而由于沖擊地壓發(fā)生的突然性和巨大破壞性，導(dǎo)致卸壓防沖鉆孔作業(yè)存在巨大風(fēng)險(xiǎn)。目前，卸壓作業(yè)需要人員進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域，卸壓過(guò)程中容易誘發(fā)沖擊地壓災(zāi)害，對(duì)施工人員的生命安全造成嚴(yán)重威脅。因此，迫切需要研發(fā)面向沖擊地壓礦井的防沖鉆孔機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)卸壓區(qū)域無(wú)人化作業(yè)，而首要解決的關(guān)鍵難題便是鉆孔機(jī)器人的定位導(dǎo)航與全自主鉆進(jìn)技術(shù)。

針對(duì)以上情況，中國(guó)礦業(yè)大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研發(fā)了煤礦鉆孔機(jī)器人定位導(dǎo)航與全自主鉆進(jìn)技術(shù)，具備以下創(chuàng)新點(diǎn)：

研發(fā)了多模態(tài)融合的感知定位與自主導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了煤礦井下時(shí)變大場(chǎng)景惡劣工況條件下的鉆孔機(jī)器人可靠自主導(dǎo)航。

研發(fā)了由慣導(dǎo)、雷達(dá)、位移、壓力、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)等組成的傳感系統(tǒng)，開發(fā)了機(jī)器人數(shù)字孿生模型信息感知、傳輸及數(shù)據(jù)接口，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人工作狀態(tài)的真實(shí)再現(xiàn)。

搭建了由MESH無(wú)線網(wǎng)絡(luò)和井下監(jiān)控環(huán)網(wǎng)構(gòu)成的信息傳輸平臺(tái),保障了信息可靠遠(yuǎn)程傳輸；研發(fā)了鉆孔機(jī)器人遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。

研究了激光雷達(dá)、IMU等多傳感融合的鉆進(jìn)區(qū)域三維場(chǎng)景重建方法，設(shè)計(jì)了基于冗余MU的鉆進(jìn)姿態(tài)感知算法，研發(fā)了基于視覺反饋控制的鉆孔精確定位系統(tǒng)，為鉆孔機(jī)器人的全自主智能鉆進(jìn)提供了保障。

研發(fā)了可正反轉(zhuǎn)的無(wú)線電磁傳輸智能鉆具，可同時(shí)實(shí)現(xiàn)正反轉(zhuǎn)大扭矩傳遞和鉆進(jìn)軌跡無(wú)線隨鉆實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),有效解決了卡鉆和鉆孔軌跡嚴(yán)重偏斜導(dǎo)致卸壓效果不好的問(wèn)題。