煤矿巷道智能化掘进感知关键技术

胡兴涛，朱 涛，苏继敏，刘凯文，代双成，邢旭东，郑光辉，刘炳权，王 波，张国玉

(北京天地华泰矿业管理股份有限公司，北京 100013)

煤炭是目前全人类生存所需的主要能源物质之一，虽然我国煤炭占一次能源消费比例在持续降低，但在2020年一次能源消费中，我国煤炭能源占比仍处于高位达56.8%，世界煤炭能源占比为27%左右。预计“十四五”期间，我国年均煤炭消费量约为41亿t，占比保持在40%以上，加之我国“富煤、缺油、少气”的资源禀赋特征，在未来相当长的一段时期内，煤炭仍将是我国最稳定、最可靠的基础能源[1]。由于我国煤炭资源赋存、开发利用条件等方面的限制，约有90%的煤矿采用井工方式开采[2]。据统计，我国井工煤矿每年新掘用于开拓、准备、回采等各类巷道的长度约为12 000 km，工程量十分巨大。井工煤矿生产的2个重要环节是巷道掘进和工作面回采，近年来，随着综合机械化开采水平的不断提高、智能化开采技术的日渐成熟[3-5]，综采工作面回采速度大幅提升，平均每个工作面月消耗巷道超600 m，国家对煤炭生产的方针是“采掘并重，掘进先行”。但由于掘进工作面受工作空间狭小、环境条件恶劣多变等条件的影响，并且我国大多数掘进工作面仍然采用传统的掘进工艺，掘进、支护交替间歇作业，用人多、速度慢、效率低，综掘工作面的月平均进尺仅为180 m左右，导致矿井采掘失调严重，煤矿的正常有序生产受到威胁，严重制约了煤矿的安全高效开采[6]。

为满足工作面快速推进……