Page 152 - 采矿工程中采矿工艺与技术研究

Research on Mining Technology and Technology in Mining Engineering
采矿工程中采矿工艺与技术研究

过程岩—机作用信息实时感知技术展开了研究，初步提出了 TBM 掘进参数自适
应智能决策方法。在淮南张集煤矿西二采区的瓦抽巷道，采用 QJYC045M 型煤
矿全断面掘进系统进行全岩掘进，平均月进尺达 404m，最高月进尺达 560m。初

步取得了良好的工程效果。但全面推广还存在以下难点：TBM 在巷道内组装、
拆解需要专门施工大断面组装和拆解硐室；TBM 推进过程煤系软硬复合地层破
岩机理不清，高效破岩控制难度大；软弱地层挤压变形卡机灾害风险大，灾害预
测和安全控制难度大；掘进空间狭小和粉尘水雾干扰严重，TBM 掘进过程监测

难度大，难以进行掘进参数决策控制和灾害预警等等，由于煤矿特殊的施工环境
和复杂地质条件，TBM 在煤矿巷道掘进中的应用还处于试验探索阶段。
4. 以掘锚机为核心的智能快掘系统
由于我国大部分煤矿地质条件复杂，连采机、掘锚一体机的使用量受到很大

限制，从目前的统计分析看约有 80% 的巷道掘进使用悬臂式掘进机或在此基础
上衍生的掘锚机。伴随着国内掘锚机技术迅速发展，很多掘进机制造企业具备掘
锚机研发和改造的能力，各种形式的掘锚机研发落地，多数体现在掘锚机截割功
率的提升，钻臂数量 2~8 臂，尤以 2 臂式掘锚机居多，可适应全煤岩、半煤岩巷

道的掘进。钻臂通过滑轨、机械臂等形式与掘锚机机身连接，掘进时收回到机身上，
支护时钻臂沿轨道滑出，完成顶帮锚杆支护。在复杂地质条件下，以掘锚机为核
心的快速掘进装备组成为：掘锚机、带式转载机、自移机尾、除尘系统、远程集
控系统。其特点是在传统掘进机上集成可移式的锚杆钻机，通过实时控制，可实

现空顶距＜ 0.5m 的顶锚、帮锚的全支护，满足极不稳定围岩破碎前的支护要求。
为提高掘进装备与围岩的适应性，马宏伟团队研发了护盾式快速掘进系统，其包
括截割机器人、临时支护机器人、钻锚机器人和铺网机器人。
截割机器人在临时支护机器人的下方，钻锚机器人在掘进机器人的后方，实

现了钻锚与截割同步作业，智能化程度较高。2021 年兖煤黑豹提出护盾强化式
快掘系统，采用模块化临时支护装置可实现无重复碾压功能，配套 6 臂运锚机可
实现多位置锚固作业。景隆重工研发的 6 臂掘锚机，满足最小空顶距为 0.3m、
最小空帮矩为 2.5m 的要求，具有钻机一键展开、一键收回的功能，极大提高了

掘锚机的锚护速度。
（二）快速掘进智能控制系统关键技术
智能快速掘进装备为智能无人掘进工作面构建了平台、奠定了硬件基础。但

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