项目介绍

　　煤炭是保证我国能源安全稳定供应的战略基石，为提升煤矿智能化水平，促进我国煤炭工业高质量发展，2020年国家发改委等八部委联合印发了《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》。掘进和回采是煤矿生产的关键环节，采掘技术及其装备水平直接决定了煤矿的生产能力和生产安全。目前，回采工作面智能化初见成效，而掘进工作面配套施工相对滞后，导致采掘接续紧张，严重影响着煤矿安全、高效、智能生产。近年来，国内外相继研发了掘锚一体机械化作业装备但井下巷道掘进环境恶劣、作业空间狭小、地质条件多变、掘支工序复杂，导致“作业工效低、安全风险高”问题依旧突出。因此，研发智能掘进装备实现煤矿巷道掘进安全高效和工作面少人甚至无人生产迫在眉睫。

　　煤矿智能掘进装备主要面临掘支平行作业难、成巷精准控制难、支护自动化作业难、远程集中管控难四大难题，经历8年产学研联合攻关，取得了如下创新成果:

　　1、探-掘-支-运全工序高效协同作业技术

　　发明了掘锚一体机智能超前探放集成技术，构建了“掘锚同步、时空协同平行作业”一体化施工工法，打造了“以掘定支”协同作业新模式，攻克了煤矿井下超长距离不停机延伸皮带的连续运输技术，首创了探-掘-支-运高效协同作业技术,创造了掘支一次成巷2020m/月进尺行业记录,较传统掘进工艺提升80%。

　　2、巷道精准成型智能掘进技术

　　研制了顺序式可扩展横轴截割头,首次提出了产尘源全覆盖的泡沫静音抑尘技术,开发了多传感器融合的实时精确导向与自主纠偏技术,研发了边界自追踪.进刀自规划、速度自调节的截割控制系统，打造了“定位-行走-截割”巷道智能掘进新模式，成巷精度较设计标准提高一倍。

　　3、“铺-钻-锚”全方位自动支护技术

　　提出了自动连续延展的柔性摊铺式锚网快速支护方法，研制了集钻、锚于一体的全自动锚杆钻机，发明了内置树脂锚固剂的新型集成锚杆，开发了巷道随掘动态支护智能决策系统，实现了巷道全方位锚网-锚索-锚杆自动支护，支护作业人数减少70%，时长缩短40%。

　　4、“井-地-云”架构智能掘进管控技术

　　攻克了掘进工作面安全透明在线监控技术，创建了基于“人-机-环”状态实时监测和风险智能预警的安全管控系统，研制了井下集控中心、地面调度中心云端协同管理平台，实现了煤矿巷道掘进“井-地-云”三位一体远程智能管控。

　　项目实施期内累计授权发明专利50项，实用新型专利22项，软件著作权13项，发表高水平论文12篇。自主研制的国产首台大断面智能型快速掘锚成套装备成为“全国煤矿快速掘进现场交流会”的推广典型，并荣获煤机行业十三五科技创新成果奖。系列装备已在国家能源、陕煤化、中煤等大型煤炭集团广泛应用，累计经济效益63.27亿元。

　　项目经鉴定委员会鉴定认为：整体技术达到国际领先水平。

　　获奖等级：一等奖

　　完成单位：中国铁建重工集团股份有限公司、中国矿业大学、中南大学