山西省人民政府办公厅日前印发《全面推进煤矿智能化和煤炭工业互联网平台建设实施方案》，明确提出加快煤矿智能化建设，构建煤炭工业智能化生态体系，到2027年，全省各类煤矿基本实现智能化。

以煤炭大省山西为代表，我国煤矿智能化建设近年来全面提速，但煤矿掘进呈现地质条件复杂多变、掘进技术发展极不均衡、机械化和自动化程度低、用人多、事故多、环境差等特点,巷道掘进与支护成为煤矿自动化、智能化建设的短板。业内专家一致认为,我国煤炭掘进工作面设备智能化水平虽逐步提升，但整体智能化水平要达到像综采一样少人无人，道阻且长。

掘进与采煤技术发展不同步

我国煤矿每年新掘巷道1.3万公里，居世界第一，但条件复杂，岩层、煤层厚度和发育各不相同，断层、陷落柱等不确定因素多。"相比采煤工作面,巷道掘进与支护已成为煤矿自动化、智能化建设的短板。”中国工程院院士，中煤科工开采研究院有关负责人近日在煤炭技术装备院士论坛上指出。

据了解，我国煤炭平均以井工开采为主，井工煤矿数量占比严重制92%，产能占比82%，需要在井下开掘大量巷道，每年掘进巷道长度相当于地球直径。同时，我国煤矿巷道还具有软岩、强采动、大变形的特点，煤系沉积岩地层强度低、围岩破碎、开采深度大。

“与综采相比，掘进更是难点。掘进工序繁多，包含截割、支护、运输、通风除尘、安全管控等工序，需要地质、安全、采矿机电等多学科支撑。”国家能源集团神东煤炭公司智能技术中心有关负责人指出，目前煤矿掘进面临掘进不能平行作业、自动化程度低、装备能力不足、缺乏协同控制、安全保障薄弱、作业环境恶劣等六大痛点。

“目前，我国煤矿采煤、掘进机械化程度分别为85%、65%，全国虽已建成1000多个智能化采掘工作面，但智能综采发展迅速、快速迭代，事实上，掘进事实仍处于机械化阶段，综掘和综采技术差距越来越大。”中国煤炭科工集团有关负责人表示，综掘平均月进尺仅180米，每个综采面平均月消耗巷道超过600米，全国煤矿掘进队与综采队平均配比3.1:1,仍满足不了综采需求，严重制约煤炭安全高效生产。

掘进智能化需求迫切

“煤矿智能化发展对掘进和支护提出更高要求。”中国工程院院士、中国煤炭科工集团专家表示，智能快速掘进是煤矿智能化发展首先要突破的技术。

“我国煤矿井下掘进面约有1.6万个，掘进人员近100万人，工作面水、瓦斯、顶板、粉尘、冲击地压严重威胁人员安全。”中国煤炭科工集团有关负责人强调，智能快速掘进技术亟待与综采智能化并驾齐驱，同时提高智能化快速掘进的常态化率。

中国煤炭科工集团有关负责人进一步解释，掘进智能化为智慧矿山建设提供不可或缺的支撑，装备能力保障是智能化的前提和基础,装备须具备足够的能力储备，根据生产要求和智能系统决策提供相应匹配的执行能力，如此智能化才能高效平稳推进。“因此，掘进装备应用场最要求其必须具有高可靠性，研究需从强基、固本、健康管理，决策维护四方面突破，统筹装备效能和可靠性指标，推动掘进装备向高功率密度、高可靠性、智能化方向发展。同时，煤炭行业必须在掘进领域投入更大科研、制造、生产等力量,产学研用紧密结合。”

值得关注的是，当前我国智能掘进技术应用已取得部分成果。据了解，神东煤炭集团已建成国内首套基于5G技术的连采机智能掘进系统，利用惯性导航、激光引导、光学测距等技术,实现采机自主行走、自动截割、远程干预控制等,在52个掘进工作面建成5G网络,实现全覆盖。

分条件分步骤推进智能掘进

“面对巷道掘进与支护自动化、智能化发展短板，必须针对我国不同地质条件，开展有针对性的集中攻关研究,形成不同形式的快速掘进、支护技术与装备，使掘进与支护作业由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。”中煤科工开采研究院专家指出。

业内人士认为，发展智能快速掘进，要推进掘进工作面掘支运工序全部机器人化，强化精细化自动喷涂临时支护，全流程锚索自动支护，实现锚索支护自动连续钻孔、自动喷药，锚索推入、切断和张拉等全工序自动化。

“我国煤矿巷道围岩系件复杂多变,掘进技术装备发展不均衡，巷道掘进与支护技术要实现支得住、支得快、支得省、少人化、环境好，应根据围岩稳定性、可掘性、可钻性、可锚性，分条件、分类别、分区城、分步骤发展掘进自动化、智能化。”中国工程院院士，中煤科工开采研究院专家表示。

根据地质条件，智能化掘进技术可分类发展。例如，在陕北、神东等具备稳定条件的矿区，可基本实现机械化，部分实现自动化，向智能化迈进，掘进月进尺速度在1500米至2000米，下一步发展方向是锚杆、锚索自动化施工技术,然后再提升自动化、智能化水平。在山东、淮南、平顶山条件较差的矿区，目前可主要以人工和机械施工为主，同时突破超前预测和加固技术、钻锚注一体化锚杆锚索自动化施工技术。（原载于《中国能源报》）