在巷道掘進與隧道施工中，面對斷層破碎帶、高瓦斯、強涌水等復雜危險地質條件，如何保障人員安全始終是首要挑戰。傳統的人工近機操作方式，使司機暴露在頂板冒落、有害氣體、機械沖擊等多重風險之下。隨著技術發展，為現有掘進機加裝遠程遙控系統，已成為投資可控、見效迅速、能從根本上提升作業安全與現代化水平的必然選擇。本文將為您全面解析遠程遙控改造的核心價值、關鍵技術與實施路徑。

一、 直面施工痛點：為什么遠程遙控改造迫在眉睫？

掘進工作面是礦山與隧道工程中風險最集中的區域。傳統操作模式存在三大難以逾越的瓶頸：

1. 人身安全風險居高不下：司機位緊鄰工作面，直面頂板、片幫的直接威脅。粉塵、噪音、振動長期危害健康。在突發透水、瓦斯異常時，撤離時間窗口極短。

2. 作業環境限制操作效能：工作面積水、淤泥、昏暗視線以及設備運轉產生的高分貝噪音，嚴重影響操作人員的判斷精度與反應速度，進而影響掘進效率和斷面成型質量。

3. 極端工況下施工難以進行：在遭遇極其破碎的頂板或超前探明存在高風險的地段時，出于安全考慮往往只能停止作業，導致工期無限期延誤。

遠程遙控改造的核心目的，就是 “將人從危險區域解放出來，讓設備替人涉險” ，實現本質安全升級。

二、 系統核心：一套可靠的遠程遙控系統如何構成？

一套完整的掘進機遠程遙控改造方案，并非簡單的“加個攝像頭和遙控器”，而是一個由感知、傳輸、控制、執行四個環節構成的閉環系統。

1. 全景高清感知系統（機器的“眼睛與耳朵”）
這是遠程操作的感知基礎，確保操作員有“身臨其境”的視野。

• 多路高清防爆攝像系統：在掘進機關鍵位置（截割頭前方、機身兩側、鏟板處、后部運輸機、機器頂部）安裝至少6-8臺高分辨率、具備強光抑制和低照度增強功能的防爆攝像機。它們提供360度無死角視野。

• 關鍵數據疊加顯示：將掘進機的實時運行參數（如油溫、油壓、電機電流、傾角、推進速度等）以OSD字符形式，直接疊加在對應的視頻畫面上，實現“畫面與數據一體”，便于操作員綜合判斷。

• 環境傳感集成：可選配集成瓦斯、粉塵、溫度等環境傳感器數據至監控畫面，為安全決策提供綜合信息。

2. 低延遲雙向通信系統（穩定的“神經網絡”）
這是連接遠程操作臺與井下設備的生命線，穩定性和抗干擾能力至關重要。

• 有線與無線混合組網：優先采用工業級光纖作為主干通信通道，確保大流量視頻數據與控制信號傳輸的絕對穩定與超低延遲。在設備移動段，采用高抗干擾的工業Wi-Fi 6或5G專網進行無縫銜接。

• 冗余備份設計：通信系統應采用環網或雙路熱備設計，確保任何單一線路故障都不會導致控制中斷，系統自動切換。

3. 人性化遠程操控臺（舒適的“駕駛艙”）
這是操作員的新工作位置，設計直接關乎操控效率與舒適度。

• 多屏沉浸式顯示墻：采用多個大尺寸工業顯示器，以分屏或畫中畫模式呈現所有攝像機畫面，主屏幕跟隨當前主要操作動作（如截割時主顯示截割頭視圖）。

• 1:1仿形操控臺：操作臺的布局、手柄、按鈕邏輯與原掘進機司機室操控臺盡可能保持一致，降低操作員重新學習的成本與誤操作風險。力反饋手柄能提升操作的細膩感。

• 集成化控制軟件：軟件界面清晰直觀，具備一鍵啟動、故障診斷提示、操作日志記錄、緊急停車優先覆蓋等功能。

4. 設備端電液控制系統改造（精準的“手腳執行器”）
這是實現精準遠程控制的底層保障。

• 先導控制信號改造：將原機手動先導操控閥組，改造為可接收電信號控制的電液比例閥或伺服閥。這是實現動作精準、平滑遠程控制的核心硬件改造。

• 安全冗余設計：保留關鍵原機應急手動操作功能。必須設置獨立于控制網絡的硬線緊急停止回路，確保在通信異常時能通過物理按鈕緊急停機。

• 車輛狀態全面采集：加裝必要的傳感器，將設備所有關鍵狀態參數數字化并上傳。

三、 核心作業模式與場景價值

改造后，通常支持多種靈活作業模式，以適應不同工況：

1. 地面或硐室遠程全功能操作：操作員在距離工作面數百米外的安全硐室或地面集控中心，完成掘進機的所有操作，包括行走、定位、截割、支護（如已集成）等完整工藝流程。這是應對高風險區域的主要模式。

2. 近機無線遙控應急與輔助作業：在設備檢修、清理刀盤、處理小范圍故障時，操作員可使用防爆手持無線遙控器在設備附近（如20-50米內）靈活操作，避免頻繁進出駕駛艙。

3. 本地與遠程模式無縫切換：系統設計保留原司機室操作功能，并可通過切換開關在“本地”、“遠程”、“無線”模式間安全轉換，確保最大靈活性。

改造帶來的顛覆性價值：

• 安全效益（核心價值）：

• 實現 “人機分離” ，徹底杜絕工作面頂板、突水、瓦斯等災害對操作人員的直接傷害。

• 改善職業健康，使員工遠離高粉塵、高噪音的惡劣環境。

• 生產與效率效益：

• 極端條件持續作業：在低安全風險環境下，可實施“三班倒”連續作業，大幅提升設備利用率與月進尺。

• 精準操控提升質量：在穩定的遙控環境中，操作員心態更平穩，能實現更精細的斷面控制和更優的截割路徑規劃，減少超挖欠挖。

• 減少輔助時間：近機遙控功能使設備定位、清理等輔助作業更快捷。

• 管理與經濟效益：

• 降低綜合成本：減少因安全事故導致的巨額直接與間接損失。降低特殊工種保險和健康保障支出。

• 人才吸引力提升：現代化的工作環境有助于吸引和留住新一代技術工人。

• 邁向智能化的基石：遠程遙控系統采集的全量數據與遠程控制接口，是未來實現自動駕駛、智能巡航等高級功能的必備基礎。

四、 改造可行性評估與實施關鍵

成功的改造取決于嚴謹的評估與專業的實施：

1. 主機適應性評估：

• 設備工況：評估掘進機主體結構、液壓系統、電氣系統的現狀，確保其具備改造價值和穩定運行基礎。

• 液壓系統兼容性：評估現有液壓系統對加裝電液比例閥的適應性，必要時需對泵站和閥組進行升級或改造。

2. 現場環境勘察：

• 通信鏈路規劃：實地勘察巷道走向、長度、彎道，設計最優的有線/無線通信網絡布設方案。

• 操作硐室選址：選擇地質穩定、通風良好、便于布線的位置建設遠程操作站。

3. 選擇專業合作伙伴：

• 應選擇具備深厚礦山機械知識、自動化改造經驗與通信技術集成能力的一體化服務商。他們不僅能提供標準產品，更能根據您的具體機型與巷道條件進行定制化設計。

4. 分階段實施建議：

• 第一階段：基礎遙控功能實現。完成視頻、通信、操控臺及基本行走、截割的遠程控制改造，快速獲得安全收益。

• 第二階段：功能擴展與集成。可集成設備健康監測、數字孿生畫面疊加、與后配套運輸設備的聯動控制等高級功能。

• 第三階段：人員培訓與規程制定。編寫新的遠程操作規程，對操作員、維護員進行系統性培訓。

結論：從安全投資到戰略升級

為掘進機加裝遠程遙控系統，其意義遠超出一次簡單的設備技術改造。它是一項至關重要的安全投資，是保護企業最寶貴資產——員工生命的堅實屏障；它也是一次關鍵的效率升級，打破了危險地質條件下的作業禁區；它更是邁向未來“智能化礦山”與“智慧隧道”不可或缺的戰略基石。

對于任何在復雜地質條件下施工的企業，遠程遙控改造已不是“要不要做”的選擇題，而是“何時做、如何做好”的必答題。我們建議，立即對您的主力設備進行一次專業的遠程遙控改造可行性評估，以明確的投資回報分析和清晰的實施路線圖，推動您的施工模式向更安全、更高效、更現代化的新時代堅定邁進。