煤矿复杂条件巷道快速智能掘进研究策略及关键技术与装备分析

康红普; 姜鹏飞; 张农; 吴拥政; 常映辉; 江贝; 梁云峰; 魏东; 韩柏青; 王子越; 刘畅

doi:10.13247/j.cnki.jcumt.20240116

中国矿业大学学报 ›› 2025, Vol. 54 ›› Issue (02) : 237 -257. DOI: 10.13247/j.cnki.jcumt.20240116

煤矿复杂条件巷道快速智能掘进研究策略及关键技术与装备分析

康红普, 姜鹏飞, 张农, 吴拥政, 常映辉, 江贝, 梁云峰, 魏东, 韩柏青, 王子越, 刘畅

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摘要

我国复杂条件煤炭资源储量丰富，巷道掘进是煤炭开采的先导和前提.复杂条件煤矿巷道快速智能掘进是世界性难题.目前，复杂条件煤矿巷道快速智能掘进技术与装备存在3大共性、关键性问题：支护繁琐且高度依赖人工，装备集成度低、协同性差、智能化程度低，围岩-装备-环境实时感知手段缺乏.针对支护工序多，关键工序高度依赖人工，难以实现快速智能支护，需要研究复杂条件掘进工作面空顶自稳智能判别方法，研究复杂条件巷道快速智能掘进围岩时效控制理论及复杂条件巷道钻锚一体化锚杆与喷涂协同控制机理，研发复杂条件钻锚一体化锚杆及自动化喷涂支护技术.针对掘进装备系统集成度低、协同控制难、智能化程度低，需要研发掘进装备群组多工序并行协同智能控制技术，研制掘支锚运分区并行协同与掘护锚一体化集中协同的快速智能掘进装备.针对巷道掘进缺乏围岩-装备-环境实时动态感知手段，无法实施智能运维，需要研发复杂条件掘进巷道矿压实时监测技术及快速智能掘进大数据运维技术.通过研究3个关键理论、突破5项关键技术并研制相关成套装备，实现掘进工作面快速智能支护、提升掘进装备智能化水平并实现掘进工作面智能运维.最终形成复杂条件煤矿巷道快速智能掘进理论、技术及装备，为我国煤炭安全高效智能开采提供有力支撑.