“必須針對我國不同地質條件，開展有針對性的集中攻關，形成不同形式的快速掘進、支護技術與裝備，使掘支作業由主要依靠人工到全面機械化，再到自動化、智能化，減人提效，保障安全。”中國工程院院士康紅普在11月26日召開的全國煤礦快速掘進現場交流會上說。

智能化快掘模式得到重視

作為生產的重要環節，煤礦掘進速度和巷道質量直接關系到礦井合理的生產布局、穩定的采掘接續，關系到重大災害超前治理、系統保障能力提升。我國煤礦掘進工藝從人工發展到半機械化、機械化，目前已邁入自動化、智能化，形成了以鉆爆法、綜掘法和TBM工法為主的發展模式。

據了解，“十三五”期間，全斷面高效掘進機、復合式盾構機、全斷面矩形快速掘進機、全斷面硬巖掘進機、大傾角盾構機等重大裝備研制成功，在開采條件簡單的大斷面、長距離的煤(巖)巷初步實現了智能快速掘進，同時，掘錨一體化、智能綜掘、硬巖快速截割、掘進機器人、掘進遠程控制、“5G+”掘進應用等方面也取得重大突破。

“當前，落后的掘進方式加快淘汰，而傳統綜掘應用依舊廣泛，掘錨一體化發展迅速，智能化快速掘進模式逐漸得到重視。”中國煤炭工業協會副會長孫守仁在會上表示。他介紹，智能化掘進工作面主要為兩種模式：一是基于懸臂式掘進機的智能綜掘工作面，二是基于掘錨一體機的智能快速掘進系統。

“截至今年8月，全國已建成智能化采掘工作面401個，其中煤礦智能化掘進工作面達到123個。”國家煤監局行管司司長孫慶國說，目前，智能化掘進工作面已經實現環境感知、自主導航、自動截割等功能，做到“人機分離、遠程控制”，部分煤炭企業圍繞掘進智能化開展一系列探索研究工作，智能化掘進技術取得了顯著進步。

陜煤集團榆北煤業公司總經理石增武介紹，該公司聯合中國礦業大學、西安科技大學、鐵建重工、西煤機等單位，通過“掘錨同步、立體交叉、平行作業、快速推進”等工藝優化及技術改革，已形成了適用不同地質條件的四類快掘成套裝備。其中，智能快掘成套裝備(2.0版)在曹家灘122109回風順槽掘進工作面進行工業性試驗，創造了單巷91米/日、2020米/月的最高紀錄。

應“一礦一巷一策”精準推廣掘進技術

與會專家表示，如果掘進系統實現不了智能化，整個礦井就談不上智能化。

據了解，國家重點研發計劃“智能機器人”重點專項2020年度定向項目申報指南中，納入了大型礦井綜合掘進機器人、沖擊地壓礦井防沖鉆孔機器人，要求面向煤礦巷道安全快速掘進需求和煤礦深部高地應力區域沖擊危險巷道卸壓需求開展研究。

我國煤礦賦存條件千差萬別，掘進技術發展極不平衡，掘進機械化、自動化程度低，用人多、事故多、環境差。據統計，我國掘進工作面約1.6萬個，掘支人員超70萬人，是回采人員的3倍多，支護、輔助運輸等環節高度依賴人工。

“雖然我國目前基于綜掘機和掘錨機初步實現了智能掘進，但這些智能掘進工作面普遍沒有實現集中控制和遠程操作，實際屬于機械化、自動化掘進，距離完全的無人化掘進、無人自動錨護等功能還有一定距離。”孫守仁表示。

“軟巖、強采動、大變形是我國煤礦巷道的主要特征。”康紅普指出，我國煤礦掘進與支護作業面臨缺乏有效的臨時支護，大部分條件掘支不能平行作業，錨桿和錨索支護施工時間長，單機自動化程度低、多機協作能力差，機械設備可靠性差、整體開機率低等難題。

“應在煤礦巷道圍巖分類的基礎上，分類開發適應不同圍巖條件的快速掘進與支護技術及裝備;開發掘進工作面高精度定位導航;開展掘進工作面臨時主動、自動化支護技術與裝備研發;開展錨桿支護工藝變革，推動錨桿自動化鉆裝技術發展;開展巷道圍巖穩定性實時監測、預警、反饋、決策、控制技術研究等。”康紅普建議。

中國煤炭工業協會科技發展部副主任張建明表示，從信息傳輸的角度來說，智能掘進存在著掘進工作面透明地質精準建模未突破、掘進裝備的遠程控制數據傳輸通道和能力的可靠性保障不足等難題。

“不是所有煤礦都能搞智能掘進，也不是直接跨過機械化和自動化，就可以搞成智能掘進。條件不成熟的煤礦一定要因地制宜，一礦一巷一策，分布實施，精準推進，切勿盲從。”孫守仁說。

針對掘進工作存在“重采煤、輕掘進”的認識偏差，采掘失衡，傳統綜掘工藝格局尚未打破，后配套系統效率較低，關鍵裝備制造能力不足等短板，孫守仁建議，要轉變傳統辦礦理念，通過示范引領、對標先進，加快分類建成多種類型、不同模式的掘進標桿工程;重點突破智能掘進控制、掘支錨運一體化集成、自動化(智能化)綜掘、全斷面硬巖快掘、復雜地質條件智能快掘、支護裝備自動化、自適應截割技術、智能高效通風除塵系統等重大技術;提升掘進裝備制造國產化水平，加強支護、運輸等配套技術裝備的攻關;加強產學研用合作，促進管理提升，優化系統設計。