煤矿机器人井下自主快速安全充电方法研究

方崇全

（1.中煤科工集团重庆研究院有限公司，重庆 400039；2.瓦斯灾害监控与应急技术国家重点实验室，重庆 400037）

煤炭是我国的主要一次能源，我国的煤炭开采以井工开采为主，煤矿井下作业危险性高，各类安全事故困扰煤炭生产企业[1-2]，煤矿机器人是减少煤矿井下作业人员的有效措施[3]。为指导和促进煤矿机器人发展，国家煤矿安全监察局于2019年1月2日发布了《煤矿机器人重点研发目录》[4]。煤矿机器人特别是巡检机器人优选蓄电池供电[5-6]，电池组容量较大，当电池组电量不足时，需对电池组实现自动快速安全充电。2016版《煤矿安全规程》第四百八十五条规定使用蓄电池的设备充电应符合：“机车等移动设备需要在专用充电硐室或地面充电”，因此自主移动的煤矿机器人蓄电池应在专用充电硐室或者地面充电，距离地面较近的煤矿机器人，可以在地面充电，但远离地面数公里的煤矿机器人到地面充电，将影响煤矿机器人的工作效率。煤矿机器人蓄电池常见的充电方式可考虑有线充电和无线充电。煤矿井下有线充电具有可大电流快速充电等优点。有线充电宜采用隔爆型充电装置和隔爆型蓄电池。隔爆型充电装置和隔爆型蓄电池在对接状态、充电状态和分离状态均应保证形成独立的隔爆腔，在对接状态、充电状态和分离状态均有独立的安全闭锁机构，确保充电接口未可靠连接和充电隔爆腔未形成前，机器人及其充电装置的充电接口不带电，避免产生电弧、电火花和危险温度，引爆瓦斯。……