煤矿掘进新技术的现状与发展趋势
摘要：为了促进煤炭产业升级，在人工智能时代的背景下，煤矿企业开始大
力发展智能化开采技术。

智能化开采技术的核心是使用一些智能化设备和控制软
件实现煤矿生产系统的自动化和无人化运行。

煤矿掘进系统是煤矿生产系统的一
个重要子系统，其智能化对于缓解采掘接替紧张、提高煤矿开采效率具有重要的
意义。

关键词：煤矿；掘进；新技术
前言
煤炭资源在中国能源结构中占有主导地位，极大程度地推动着中国经济的发展，满足各行业的煤炭资源需求，使人民的生活质量日益提升，为国家建设社会
主义现代化强国提供有力支撑。

随着开采深度和难度不断增大，煤炭开采所处的
地质环境越来越复杂，这就要求煤矿企业不断强化掘进过程中的相关技术及安全
管理，从而有效降低安全事故的发生率。

应采用先进的煤矿掘进技术保障煤炭开
采过程中的安全性，并采取安全管理措施。

本文将探讨煤矿掘进过程中的相关技
术及各种安全管理事项，从而采取相应的措施提高煤矿生产的安全性、可靠性及
稳定性。

1煤矿掘进技术类型
1.1煤矿巷道掘进技术
煤矿巷道掘进过程中会用到很多机械设备，例如悬臂式掘进机、单体锚杆机、转载机及刮板输送机等。

悬臂式掘进机可以完成煤层的切割，通过自身的转运机
构将切割下的煤炭运输到指定位置，是整个技术的中心装置，主要包括切割臂、
输送机、履带、回转台等。

悬臂式掘进机切割煤层的方式有两种，分别是横轴切
割和纵轴切割。

根据质量，悬臂式掘进机可分为轻型和重型。

同时，悬臂式掘进
机也拥有多种不同功能的机型，煤矿企业可结合具体情况选择不同类型的悬臂式
掘进机。

该机械设备具有很多优势，例如灵活性较好、支护结构稳定、可以减少
超挖等，在实际使用过程中通过简单的操作便可开展掘进工作，自身具备的支护
结构可以很大程度地减少工作中机械设备的振动问题。

因此，该技术适用于任意
断面的巷道，并且投资成本较低、准备时间短，为煤矿企业带来更大的经济效益。

但是悬臂式掘进机仍存在一些不足之处，在掘进过程中容易受周围环境的影响，
使掘进速度不稳定，因此随着科技水平的不断提高，掘进机生产单位应研发出稳
定性更高，不易受外部环境干扰，并能在不同煤矿环境中使用的新型掘进机，有
效提高煤炭的生产质量和效率。

1.2掘锚机组掘锚一体化掘进技术
随着开采深度和难度的不断增加，开采环境越来越复杂，相关人员需要不断
创新和研发出可靠性强、实用且有安全保障的掘进机。

现阶段，实用性和高效性
较强的掘进机就是掘护锚一体机。

掘锚机组掘锚一体化掘进技术虽然被应用的时
间不是很长，但是在实际应用过程中存在很多优势，是在传统掘进技术的基础上
进行改善和优化而成的，将支护技术和掘进技术有效结合，广泛应用在煤矿开采中，具有速度快、效率高、稳定性强且人工劳动力少等特点，支护和掘进的时间
被有效缩短。

四臂锚杆钻机是掘锚机组掘锚一体化掘进技术的核心设备，臂式锚
杆支护技术很大程度地提高了掘进工作的效率，使掘进更加自动化、智能化。

掘
锚机组掘锚一体化掘进技术还存在很多缺点，需要相关人员不断地优化和改善。

1.3连续采煤机高效掘进技术
连续采煤机是煤矿开采中连续开采和掘进的主要设备，可以最大限度地提升
煤矿生产质量和效率。

连续采煤机高效掘进技术被广泛应用在大型煤矿中。

连续
采煤机不仅可以充当独立的采煤机，还可以进行大断面落煤和运输工作，能够对
浅埋深薄基岩煤层进行开采。

连续采煤机具有很好的应用价值，主要适用于矩形
断面的短壁开采、双巷及多巷开采中，对矿井边角煤进行开采时具有很好的效果。

但是，该设备仍存在一些不足之处，需要研究者不断提升其兼容性、可靠性等。

1.4岩石巷道掘进技术
煤矿开采中岩石巷道掘进技术使用最多的是全液压技术。

该技术分为三大工序，分别是破岩、装运和支护，其操作流程较为简单。

经过多年的研究、改进和
创新，该技术已经相对成熟，其工程量在煤矿采掘中通常会占到整个工程量的45%。

在实际掘进过程中，该技术可以有效地结合支护和打孔爆破工作，从而提
高煤矿开采效率，得到煤矿企业的认可和青睐。

但是该技术的作业程序较为复杂，需要确保工序间的协调性。

2新技术工艺在矿山采掘中的应用现状
2.1掘进自动化技术的应用分析
在整个综采自动化生产技术中,关键在于需要更加系统化、高度自动化的数
据采集和分析综采工作面参数,并根据采集到的数据进行自动化生产和指令自动
修正。

因此,在矿山工作面自动化设计过程中,为了优先考虑机械化掘进工作面和
巷道支护工程的平行施工,必须在机械化掘进作业中综合计算未来的巷道支护工
程量,并按照巷道支护的技术要求进行矿层巷道掘进,为巷道顶板支护留出空间。

同时,由于采矿工作面掘进过程中要严格配合,保证矿物运输的安全性和连续性,
从而充分保证矿井生产任务的顺利进行,矿山掘进系统自动化系统技术的发展和
关键仍在于尽快建立一套较为完善和先进的巷道自动化和控制系统,协调和保证
掘进、支护安全和安全运输管理等的有序和有机协调,从而提高矿井整个采矿系
统设备的综合运转和高效性。

在传统的大型矿山采掘或开采作业中,矿山自动化
系统技术应用相对较少,矿层采掘更多地依赖于井下人力的控制。

在整个井下作
业过程中,系统设备人员几乎没有发生任何事故,安全有效地避免了事故造成的生
产损失和由此带来的环境污染,大大提高了产品的高安全性生产和环保性。

2.2智能化掘进技术的关键
（1）远程智能截割。

远程智能截割控制系统是智能化掘进技术的核心，主
要由惯性导航系统、光纤通信环网、中央控制单元、远程视频监控分站和井下各
种设备组成。

惯性导航系统主要是由高精度陀螺仪和加速度计组成，主要用于对
掘进机车身位置参数的测量；光纤通信环网是由光纤和交换机组成，用于对采集
信息和控制信号的高效传输；中央控制单元主要是由工业计算机组成，用于对采
集的信息进行处理并发出相应的控制信号；远程视频监控分站主要是由安装在掘
进机上的摄像头组成，用于采集现场实时画面，便于进行控制。

（2）掘进机本体完全遥控。

掘进机本体完全遥控就是通过巷道内的遥控装
置对掘进机的作业状态进行完全控制。

进行控制时，需要参考远程传输回来的实
时画面。

为了实现对掘进机本体的完全遥控，一方面要实现控制信号的低延时传输，保证控制的实时性；另一方面要采用微机和伺服电机对掘进机的操控杆进行
控制。

总的来说，完全遥控本质上还是一种初级的智能化，还需要人的干预完成。

（3）远程可视化.在目前情况下，智能化掘进还要依赖于人工干预来完成，
很多情况下需要操作员对现场的情况进行判断。

但是操作人员不在工作面，而是
在巷道集控中心内或地面上，这就需要采用视频技术来查看现场的实际情况。

通
过远程可视化技术，可以查看真实的设备运行情况。

为了实现可视化，必须准确
地采集现场的实时画面。

这就要求在掘进机上安装足够数量的摄像机。

（4）掘进机截割轨迹和机身参数实时监控。

在对掘进机进行实时智能控制时，需要用到掘进机的位置信息和状态参数信息。

为此，需要对掘进机运行轨迹
进行监控。

通过对掘进机的轨迹参数进行实时处理，形成相应的控制信号，进而
实现对掘进机位置状态的实时调节。

结束语
煤矿智能化掘进是煤炭行业发展的重要趋势。

就目前的情况，煤矿企业首先
应该建立智能化控制所需要的信息化设施，然后根据行业的先进案例选择合适的
智能化建设方案。

与此同时，应该加紧对智能化掘进关键技术的攻关，以进一步
提高巷道掘进的效率。

参考文献：
［1］安鹏飞.矿井智能化高速掘进技术研究［J］.机械管理开发，2022，
37(8)：315-316.
［2］张兴国.智能化技术在煤矿巷道掘进机中的应用及发展趋势［J］.能源
与节能，2022(4)：197-199.。