工人的安全、生產力和可持續性是有效運營礦山的最重要因素之一。因此，改善工人安全的機器人和自動方法是采礦和機器人行業研究和發展的最前沿。

根據統計和研究咨詢公司GlobalData即將發布的一份報告稱，機器人技術對于任何打算在不久的將來保持競爭力的礦業公司來說都是必不可少的。除了安全之外，機器人技術還有助于采礦業提高生產力和可持續性。工業機器人的市場預測反映了這一點，預計在本十年剩下的時間里，它將以37.5%的可觀復合增長率增長，從2020年的146億美元到2030年的3521億美元。

將人類工人從危險區域移出，是確保這些區域的采礦作業安全的一種失敗的手段。

例如，鉆機已經被遠程操作和監督，將人類從往往是危險的、不穩定的鉆井現場移走。牽引作業可以用自動駕駛、堅固耐用的車輛進行，包括一些具有自動充電過程的電動車輛。地下采礦活動也可以在沒有人在危險區域的情況下進行，高墻和水下檢查任務由無人機、陸地車和水下機器人執行。

本文討論了機器人技術用于改善全球采礦作業安全的例子。

澳大利亞鎳礦在機器人協助下避免了危機的發生

2018年，在澳大利亞必和必拓西鎳礦的一個鉆孔中，在地下深處發現了一根已經危險地超壓的水管。BHP聯系了伍德賽德和迪肯大學、德克薩斯大學、Clearpath以及美國國家航空航天局的機器人工程師，要求他們協助處理過壓的管道。

該團隊遠程引導機器人穿過隧道，在那里切斷管道以釋放壓力。操作完成后，一個人類團隊進入現在安全的隧道，取回機器人。

如果不是機器人設備和它提供的安全遠程操作，這次行動就會很危險，也不太成功。整個過程，從發現到計劃和解決，只用了不到兩周的時間，由于團隊有能力將機器人部署到現場，所以速度更快。

美國西弗吉尼亞大學開發的自主機器人安全系統

屋頂坍塌和碎片墜落是地下礦井事故的一些主要原因，有時會導致工人受傷和死亡。為了解決這一安全問題，西弗吉尼亞大學（WVU）的工程師正在開發一個自主機器人安全系統，以監測地下礦井的結構完整性和安全性。該系統應有助于防止礦工因屋頂坍塌和碎片墜落事件而受傷或死亡。

西弗吉尼亞大學的Ihsan Berk Tulu博士和Jason Gross博士是這個自主機器人系統的幕后推手。所謂的 "落地 "事故是美國地下礦井受傷的一個主要原因。

當地下礦井的部分支柱或屋頂倒塌時，就會發生落地事件。最近，賓夕法尼亞州惠特尼的一個礦場報告了一起支柱倒塌事件，突出了這些事件所帶來的持續安全風險，以及對像西弗吉尼亞大學開發的系統的需求。

工程師們通過將無人機與遠程操作的地面車輛相結合。然后，機器人系統創建了地下礦井的高分辨率三維地圖，評估支柱和屋頂的損壞情況。

三維地圖隨著時間的推移監測礦井支柱的結構完整性，并使該團隊能夠及早發現可能導致坍塌的危險狀況。

到目前為止，該團隊已經設計了機器人系統，并正在整合傳感器。各種軟件組件，包括LaModel公司提供的邊界元素軟件，也在審查之中，目前正在模擬環境中進行測試。

加拿大皇后大學的自動裝載研究

皇后大學的工程師們開發的新的機器人技術，使地下負載運輸傾倒（LHD）鏟斗自動裝載破碎的巖石塊。該技術使該過程更加有效，并提高了工人的安全性。

研究人員已與PARTEQ創新公司和阿特拉斯-科普柯公司合作，將這項技術商業化。后者計劃進一步開發該技術，并在未來將其與LHD車輛相結合。

機器人技術和采礦業將繼續共同發展？

今天，采礦業面臨著多重挑戰。資源的可用性正在減少，因此，全球采礦業的盈利能力也在下降。圍繞環境可持續性、工人安全和權利以及土地使用變化的社會和道德問題，使21世紀的采礦業經營壓力更大。

先進的機器人和自動化技術可以緩解這些壓力。在許多情況下，他們已經在這樣做了。采礦業中的機器人應用所面臨的持續挑戰包括：在嚴苛、崎嶇的作業中提高可靠性，以及擴大機器人的范圍以執行更多采礦功能。