建设现代化煤矿掘进体系迫在眉睫

“必须针对我国不同地质条件，开展有针对性的集中攻关，形成不同形式的快速掘进、支护技术与装备，使掘支作业由主要依靠人工到全面机械化，再到自动化、智能化，减人提效，保障安全。”中国工程院院士康红普在11月26日召开的全国煤矿快速掘进现场交流会上说。

智能化快掘模式得到重视

作为生产的重要环节，煤矿掘进速度和巷道质量直接关系到矿井合理的生产布局、稳定的采掘接续，关系到重大灾害超前治理、系统保障能力提升。我国煤矿掘进工艺从人工发展到半机械化、机械化，目前已迈入自动化、智能化，形成了以钻爆法、综掘法和TBM工法为主的发展模式。

据了解，“十三五”期间，全断面高效掘进机、复合式盾构机、全断面矩形快速掘进机、全断面硬岩掘进机、大倾角盾构机等重大装备研制成功，在开采条件简单的大断面、长距离的煤(岩)巷初步实现了智能快速掘进，同时，掘锚一体化、智能综掘、硬岩快速截割、掘进机器人、掘进远程控制、“5G+”掘进应用等方面也取得重大突破。

“当前，落后的掘进方式加快淘汰，而传统综掘应用依旧广泛，掘锚一体化发展迅速，智能化快速掘进模式逐渐得到重视。”中国煤炭工业协会副会长孙守仁在会上表示。他介绍，智能化掘进工作面主要为两种模式：一是基于悬臂式掘进机的智能综掘工作面，二是基于掘锚一体机的智能快速掘进系统。

“截至今年8月，全国已建成智能化采掘工作面401个，其中煤矿智能化掘进工作面达到123个。”国家煤监局行管司司长孙庆国说，目前，智能化掘进工作面已经实现环境感知、自主导航、自动截割等功能，做到“人机分离、远程控制”，部分煤炭企业围绕掘进智能化开展一系列探索研究工作，智能化掘进技术取得了显著进步。

陕煤集团榆北煤业公司总经理石增武介绍，该公司联合中国矿业大学、西安科技大学、铁建重工、西煤机等单位，通过“掘锚同步、立体交叉、平行作业、快速推进”等工艺优化及技术改革，已形成了适用不同地质条件的四类快掘成套装备。其中，智能快掘成套装备(2.0版)在曹家滩122109回风顺槽掘进工作面进行工业性试验，创造了单巷91米/日、2020米/月的最高纪录。

应“一矿一巷一策”精准推广掘进技术

与会专家表示，如果掘进系统实现不了智能化，整个矿井就谈不上智能化。

据了解，国家重点研发计划“智能机器人”重点专项2020年度定向项目申报指南中，纳入了大型矿井综合掘进机器人、冲击地压矿井防冲钻孔机器人，要求面向煤矿巷道安全快速掘进需求和煤矿深部高地应力区域冲击危险巷道卸压需求开展研究。

我国煤矿赋存条件千差万别，掘进技术发展极不平衡，掘进机械化、自动化程度低，用人多、事故多、环境差。据统计，我国掘进工作面约1.6万个，掘支人员超70万人，是回采人员的3倍多，支护、辅助运输等环节高度依赖人工。

“虽然我国目前基于综掘机和掘锚机初步实现了智能掘进，但这些智能掘进工作面普遍没有实现集中控制和远程操作，实际属于机械化、自动化掘进，距离完全的无人化掘进、无人自动锚护等功能还有一定距离。”孙守仁表示。

“软岩、强采动、大变形是我国煤矿巷道的主要特征。”康红普指出，我国煤矿掘进与支护作业面临缺乏有效的临时支护，大部分条件掘支不能平行作业，锚杆和锚索支护施工时间长，单机自动化程度低、多机协作能力差，机械设备可靠性差、整体开机率低等难题。

“应在煤矿巷道围岩分类的基础上，分类开发适应不同围岩条件的快速掘进与支护技术及装备;开发掘进工作面高精度定位导航;开展掘进工作面临时主动、自动化支护技术与装备研发;开展锚杆支护工艺变革，推动锚杆自动化钻装技术发展;开展巷道围岩稳定性实时监测、预警、反馈、决策、控制技术研究等。”康红普建议。

中国煤炭工业协会科技发展部副主任张建明表示，从信息传输的角度来说，智能掘进存在着掘进工作面透明地质精准建模未突破、掘进装备的远程控制数据传输通道和能力的可靠性保障不足等难题。

“不是所有煤矿都能搞智能掘进，也不是直接跨过机械化和自动化，就可以搞成智能掘进。条件不成熟的煤矿一定要因地制宜，一矿一巷一策，分布实施，精准推进，切勿盲从。”孙守仁说。

针对掘进工作存在“重采煤、轻掘进”的认识偏差，采掘失衡，传统综掘工艺格局尚未打破，后配套系统效率较低，关键装备制造能力不足等短板，孙守仁建议，要转变传统办矿理念，通过示范引领、对标先进，加快分类建成多种类型、不同模式的掘进标杆工程;重点突破智能掘进控制、掘支锚运一体化集成、自动化(智能化)综掘、全断面硬岩快掘、复杂地质条件智能快掘、支护装备自动化、自适应截割技术、智能高效通风除尘系统等重大技术;提升掘进装备制造国产化水平，加强支护、运输等配套技术装备的攻关;加强产学研用合作，促进管理提升，优化系统设计。