On the issue of mining robotics ontology: features and prospects of application in underground coal mining technologies
Yu.V. Malakhov1,2 , S.A. Kizilov2,3
1 Institute of problems of comprehensive exploitation of mineral resources them. academician N.V. Melnikova Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation
2 T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo, Russian Federation
3 «Immersive Technologies Laboratory» LLC, Kemerovo, Russian Federation
Russian Mining Industry №2/ 2026
Abstract: In the modern mining industry, automated and robotic technological systems are being introduced into the coal mining process, while in underground coal mining, the use of robotic systems is not widespread, despite the significant level of automation of some technological processes. It is noted that different terms describe the same type of signs of the introduction of automated and automated control systems, as well as robotic actuators in the mining industry. The purpose of the article is to establish certainty in the concepts of «robotic», «robotization», and «robot» in relation to underground engineering in the context of the classified features. For this purpose, the article analyzes the concepts in the field of robotics GOST R 60.0.0.4-2023, systematizes the classifying features for robotic technology, and examines the established classified features using the example of mining machines and mechanisms under development. It is shown that the conditions of use of mining machines and mechanisms in underground coal mining technologies are specific, since the equipment in the production process interacts with the geological environment and under the influence of geofactors in a dangerous mining atmosphere, which requires the adaptation of terminology in the field of robotics for the purposes and field of robotics in the mining industry. It is proposed to introduce standardized concepts of «cleaning robotic complex» and «tunneling robotic complex» in the field of robotization of underground coal mining
Keywords: robotization of mining operations, technologies of underground coal mining, robotic mining technology, cleaning robotic complex, tunneling robotic complex
Information about the authors
Yury V. Malakhov – Cand. Sci. (Eng.), Senior Research Associate, Institute of Comprehensive Exploitation of Mineral Resources of Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation; Associate Professor, Department of Surface Mining Technology, T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo, Russian Federation; https://orcid.org/0000-0002-9019-4480; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
Sergei A. Kizilov – Cand. Sci. (Eng.), Associate Professor, T.F. Gorbachev Kuzbass State Technical University, Kemerovo, Russian Federation; Director of «Immersive Technologies Laboratory» LLC, Kemerovo, Russian Federation; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.
References
1. Распоряжение Правительства РФ от 13.06.2020 N 1582-р (ред. от 21.10.2024) «Об утверждении Программы развития угольной промышленности России на период до 2035 года». 2020.
2. Liu L., Song W., Liu Y. Leveraging digital capabilities toward a circular economy: Reinforcing sustainable supply chain management with Industry 4.0 technologies // Computers & Industrial Engineering. 2023. Т. 178. С. 109113.
3. Elnadi M., Abdallah Y. O. Industry 4.0: critical investigations and synthesis of key findings // Manag Rev Q. 2024. Т. 74, № 2. С. 711–744.
4. Faz-Mendoza A. и др. Intelligent processes in the context of Mining 4.0: Trends, research challenges and opportunities // 2020 International Conference on Decision Aid Sciences and Application (DASA). 2020. С. 480–484.
5. Хазин М. Л. Роботизированная техника для добычи полезных ископаемых // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2020. Т.18. №1. С. 4–15. https://doi.org/10.18503/1995-2732-2020-18-1-4-15
6. Chen J. Global autonomous mining truck population tops thousand mark, to reach 1,800 by 2025 — report // MINING. COM. 2022.
7. Прокопьева В. М., Каймонов М. В. Обзор роботизированной техники в горном деле // Интерактивная наука. 2023. №8 (84). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obzor-robotizirovannoy-tehniki-v-gornom-dele (дата обращения: 30.12.2025).
8. Tampier, C., Mascaró, M.; Ruiz-del-Solar, J. Autonomous Loading System for Load-Haul-Dump (LHD) Machines Used in Underground Mining // Applied Sciences. 2021. № 11. С. 8718.
9. Kokkinis, A., Frantzis, T., Skordis, K., Nikolakopoulos, G.; Koustoumpardis, P. Review of Automated Operations in Drilling and Mining // Machines. 2024. № 12. С. 845.
10. Lei, M., Zhang, X., Yang, W., Wan, J., Dong, Z., Zhang, C., Zhang, G. High-Precision Drilling by Anchor-Drilling Robot Based on Hybrid Visual Servo Control in Coal Mine // Mathematics. 2024. С. 2059.
11. Jahani H. и др. Exploring the role of drones and UAVs in logistics and supply chain management: a novel text-based literature review // International Journal of Production Research. Taylor & Francis, 2025.
12. Park S., Choi Y. Applications of Unmanned Aerial Vehicles in Mining from Exploration to Reclamation: A Review // Minerals. 2020. № 10. С. 663.
13. Ройтер М., Крах М., Кисслинг У., Векслер Ю. Роботизация очистного забоя - Полностью автоматизированная высокопроизводительная лава с системой управления «MARCO» «ROBOTIC MINING» (Шахта «Полысаевская») // Фундаментальные и прикладные вопросы горных наук. 2017. Том 4 №2. С. 263–269.
14. Клишин В. И., Ройтер М., Кисслинг У., Вессель А. О. Система автоматического управления крепью (саук) как средство адаптации крепи к различным горно – геологическим условиям шахт Кузбасса // Вестник КузГТУ. 2014. №1 (101). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/sistema-avtomaticheskogo-upravleniya-krepyu-sauk-kak-sredstvo-adaptatsii-krepi-k-razlichnym-gorno-geologicheskim-usloviyam-shaht (дата обращения: 30.12.2025).
15. Wang G. и др. Research and practice of intelligent coal mine technology systems in China // Int J Coal Sci Technol. 2022. Т. 9, № 1. С. 24.
16. Zhang, K.; Kang, L.; Chen, X.; He, M.; Zhu, C.; Li, D. A Review of Intelligent Unmanned Mining Current Situation and Development Trend // Energies. 2022. № 15. С. 513.
17. Ángel R. P. Paulo G. C. Mining 4.0. A brief review // Geominas. 2022. Т. 50, № №88.
18. Бегишев И. Р. Цифровая терминология: подходы к определению понятия «робот» и «робототехника» // Информационное общество. 2021. №2. С. 53-66.
19. Komatsu T. и др. Autonomous Driving of Six-Wheeled Dump Truck with a Retrofitted Robot // Field and Service Robotics / под ред. Ishigami G., Yoshida K. Singapore: Springer, 2021. С. 59–72.
20. Малахов Ю. В., Кубрин С. С. Подход к формированию требований к современному очистному механизированному комплексу // Машины, агрегаты и процессы. Проектирование, создание и модернизация. СПб.: НИЦ МС, 2025. С. 21-24.
21. Коваленко В.С., Зырянов И.В. Автоматизация и роботизация горного производства – современный этап перехода к высокопроизводительному и безопасному ведению открытых горных работ. Горная промышленность. 2025;(5):124–130. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-5-124-130Источник: https://mining-media.ru/ru/article/newtech/19734-avtomatizatsiya-i-robotizatsiya-gornogo-proizvodstva-sovremennyj-etap-perekhoda-k-vysokoproizvoditelnomu-i-bezopasnomu-vedeniyu-otkrytykh-gornykh-rabot
22. Рыльникова М.В. Переход к роботизированным и цифровым геотехнологиям – производственная необходимость и объективная реальность. Горная промышленность. 2025;(5S):04–08. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-5S-04-08
23. Малахов, Ю. В. О разработке технических требований к функциям роботизированной технологии от-работки угольных пластов очистными механизированными комплексами // Наукоемкие технологии разработки и использования минеральных ресурсов. 2025. №11. С. 93-96.
24. Технология разработки запасов мощных пологих пластов с выпуском угля / Клишин В. И., Шундулинди И. А., Ермаков А. Ю. , Соловьев А. С., Под ред. Мельника В.В. Новосибирск: Наука, 2013. 248 с.
25. Патент № RU 2513952 C1. Секция механизированной крепи очистного забоя мощного пласта с принудительным выпуском угля : № 2012157489/03 : заявл. 26.12.2012 : опубл. 20.04.2014 / Клишин В. И., Кокоулин Д.И., Анферов Б.А., Кузнецова Л. В. – 9 с.
26. Кизилов С. А. Разработка системы управления питателем секции механизированной крепи в технологии с выпуском угля подкровельной толщи: дис. канд. тех. наук: 2.8.8. Кемерово, 2024. 171 с.
27. Малахов Ю. В. Обоснование параметров многофункциональной механизированной шагающей крепи: дис. канд. тех. наук: 05.05.06 – Кемерово, 2022. 170 с.
28. Худоногов Д. Ю., Никитенко М. С. , Малахов Ю. В., Кизилов С. А. Разработка web-ориентированных приложений для управления промышленными объектами на примере механизированной шагающей крепи // Уголь. 2023. №S12(1175). С. 111–116.29. Д. Ю. Худоногов, С. А. Кизилов, М. С. Никитенко Обеспечение равномерности распора экспериментального образца механизированной шагающей крепи согласованными тактовыми сигналами управления // Вестник КузГТУ. 2024. №6. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/obespechenie-ravnomernosti-raspora-eksperimentalnogo-obraztsa-mehanizirovannoy-shagayuschey-krepi-soglasovannymi-taktovymi (дата обращения: 30.12.2025).
30. Syd S. Peng. Longwall Mining. 3rd edition. 3rd изд. CRC Press/Balkema, 2020. 564 с.
31. Кубрин, С. С. Проблемы роботизации добычи угля подземным способом / С. С. Кубрин // Перспективы инновационного развития угольных регионов России : Сборник трудов IX Международной научно-практической конференции, Прокопьевск, 25–26 апреля 2024 года. – Прокопьевск: Кузбасский государственный технический университет им. Т.Ф. Горбачева, 2024. – С. 64-72
