煤炭科学技术

作者：张旭辉, 万继成, 杨文娟, 赵友军, 欧阳广钱, 王亮, 赵文, 王超,

关键词：智能掘进, 掘进数字孪生, 智能感知, 智能截割控制, 虚拟调试,

煤矿巷道智能掘进是实现智能矿山建设目标的关键环节。阐述了煤矿巷道智能掘进的内涵，通过分析全断面掘进、掘锚机、连采机及掘锚一体机快速掘进系统特性及发展现状，详细剖析了加快煤矿巷道智能掘进发展的装备精确定位、定向掘进、断面成形自主截割、智能支护、设备群协同控制、工作面设备故障与安全预警、地质状态感知以及工作面智能管控等关键技术。针对井下复杂环境下的装备定位与环境感知、智能控制、智能决策需求，提出了基于合作标靶的视觉定位、“视觉+”多源融合组合定位及以巷道环境特征为目标的无标靶视觉定位技术，同时，研究了视觉+深度学习巷道断面裂隙检测、巷道几何形态重建技术，提升了井下掘进装备的自主导航与环境感知能力；提出了定向掘进与纠偏、轨迹规划与截割控制、虚拟示教记忆截割、锚固孔识别、多钻臂协同支护控制以及设备群碰撞预警等技术，解决了掘进过程中掘进装备姿态难以精确控制、截割轨迹难以动态规划、支护过程协同性不足及多设备空间干涉等控制难题，实现了掘、支过程的自适应控制。将数字孪生技术融入截割控制、碰撞检测与预警、协同控制决策，构建了数字孪生驱动的掘进工作面智能管控系统，实现了物理实体与虚拟模型的实时映射、设备群协同决策、设备关键部位故障诊断、作业过程可视化管理与风险预测。提出了巷道智能掘进技术发展思路与研究方向：多模态信息融合的设备定位技术、面向复杂工况的智能控制技术、AI驱动的工作面虚实共智技术、数字孪生驱动的虚拟调试技术，实现巷道的少人化、无人化智能快速掘进。

来源：2026年第1期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

查看煤炭科学技术杂志2026年第1期