“智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)更新到第三代，是我們掘進(jìn)面的‘白富美’，不僅掘進(jìn)速度大幅提高，而且對(duì)粉塵實(shí)現(xiàn)了有效防控，礦工井下工作完上來(lái)再不是滿臉黑不溜秋了�！标兠杭瘓F(tuán)榆北煤業(yè)小保當(dāng)?shù)V業(yè)有限公司一號(hào)煤礦掘進(jìn)二隊(duì)黨支部書(shū)記陳兵略帶沙啞的聲音，掩飾不住內(nèi)心的驕傲和自豪。他的工友告訴記者，為了這套系統(tǒng)能更好適配小保當(dāng)煤礦，全隊(duì)卯足了勁兒，陳兵去年總共只休息了11天。

掘進(jìn)一直被業(yè)內(nèi)認(rèn)為是煤礦安全高效綠色開(kāi)采的“卡脖子”工程，隨著煤礦智能化建設(shè)的加速推進(jìn)，掘進(jìn)速度趕不上開(kāi)采速度的采掘失衡問(wèn)題越來(lái)越突出。為此，有多位業(yè)內(nèi)專家呼吁，煤礦開(kāi)采，掘進(jìn)先行，煤礦智能化開(kāi)采需補(bǔ)好掘進(jìn)短板。

欠賬多，

掘進(jìn)“拖”了安全高效“后腿”

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，約2/3的煤礦事故發(fā)展在掘進(jìn)工作面。“煤礦井下作業(yè)人員中，掘進(jìn)作業(yè)人員占比達(dá)1/3。掘進(jìn)面遇到危險(xiǎn)只能往后退，基本沒(méi)有逃生通道，掘進(jìn)空頂?shù)拇嬖诮o巷道管理帶來(lái)極大安全風(fēng)險(xiǎn)，瓦斯、頂板、粉塵、沖擊地壓等災(zāi)害嚴(yán)重威脅人員安全�！敝袊�(guó)煤炭科工集團(tuán)首席科學(xué)家王虹在接受記者采訪時(shí)指出，目前采掘工作面工作人員多，安全保障難度大。

傳統(tǒng)掘進(jìn)工藝有放炮崩傷、機(jī)器擠傷人等風(fēng)險(xiǎn)，頂板、片幫以及機(jī)械傷人事故時(shí)有發(fā)生，而且掘進(jìn)工作面粉塵嚴(yán)重超標(biāo)，嚴(yán)重危害一線工人健康。

據(jù)悉，在常規(guī)內(nèi)外噴霧措施下，掘進(jìn)面粉塵濃度仍高達(dá)100毫克/立方米以上，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的25倍。王虹指出：“地面成熟除塵系統(tǒng)因體積大、不防爆、不防靜電，不能直接應(yīng)用在掘進(jìn)面，目前較先進(jìn)的快掘面大斷面固液氣三幕控塵技術(shù)防控效果達(dá)99.7%，仍達(dá)不到2毫克/立方米的要求，不僅要加強(qiáng)個(gè)體防護(hù)，也要加強(qiáng)智能化粉塵防控技術(shù)研究�！�

值得注意的是，綜掘和綜采技術(shù)差距越來(lái)越大，采掘失衡問(wèn)題突出。目前，全國(guó)煤礦掘進(jìn)作業(yè)人員是綜采作業(yè)人員的3倍以上，仍滿足不了綜采需求。一位業(yè)內(nèi)人士對(duì)記者直言：“多頭多面違規(guī)生產(chǎn)曾一度是行業(yè)‘公開(kāi)的秘密’，主要原因是掘進(jìn)技術(shù)跟不上綜采智能化發(fā)展速度，進(jìn)尺跟不上，巷道行不成，掘進(jìn)成為很多煤礦高效生產(chǎn)的一道坎。”

上述人士進(jìn)一步指出，煤礦企業(yè)普遍重開(kāi)采輕掘進(jìn)，掘進(jìn)“拖”了煤礦安全高效的“后腿”。王虹認(rèn)為，要實(shí)現(xiàn)減人提效，需要在掘進(jìn)環(huán)節(jié)下功夫，“不解決掘進(jìn)這個(gè)‘卡脖子’問(wèn)題，智能礦井、智慧礦山是建不成的。”

掘進(jìn)界有了“白富美”，

極大改善工作環(huán)境

采煤技術(shù)的高速發(fā)展也倒逼掘進(jìn)系統(tǒng)提高效率，進(jìn)一步解決采掘失調(diào)問(wèn)題。

以小保當(dāng)煤礦為例，2020年7月25日在一號(hào)煤礦引入第三代智能掘進(jìn)機(jī)器人系統(tǒng)。陳兵介紹：“這套系統(tǒng)集掘、支、錨、通風(fēng)、除塵等功能于一體，可實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航、自動(dòng)截割、遠(yuǎn)程控制，徹底解決了采掘接續(xù)問(wèn)題，安全有了保障，還極大改善了掘進(jìn)工作面的工作環(huán)境，井下作業(yè)完上來(lái)大家臉再不是黑的了�！�

“設(shè)備剛回來(lái)時(shí)，大伙兒并不看好，那么龐大、笨重，光是頂梁就26噸，安裝首先是一大難題�！痹撽�(duì)技術(shù)員李軍娓娓道來(lái)，“特種設(shè)備進(jìn)不去，吊起來(lái)也不好安裝，怎么辦？快速組建了智能快掘技術(shù)攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，通過(guò)安裝輔助支架先進(jìn)行盾體機(jī)器人安裝。我們15天將設(shè)備安裝好，但才掘了2米就遇到了設(shè)備故障。問(wèn)題解決后又遇到巷道夾矸，360米的堅(jiān)硬巖石怎么都掘不動(dòng)，趕緊去西安科技大學(xué)‘搬救兵’……12月，終于創(chuàng)下單日進(jìn)尺52米，單月進(jìn)尺816米的紀(jì)錄�！�

陳兵告訴記者，在掘進(jìn)隊(duì)，熟練工、煤機(jī)司機(jī)等特別缺，真是少一個(gè)人都不行。有了智能掘進(jìn)機(jī)器人，還需要解決設(shè)備和設(shè)備、設(shè)備和環(huán)境不匹配等難題，不斷適應(yīng)井下復(fù)雜多變的地質(zhì)條件。為智能掘進(jìn)機(jī)器人能早日應(yīng)用，有工友甚至推遲了婚期，大家前前后后對(duì)這套機(jī)器進(jìn)行了60多項(xiàng)創(chuàng)新改造。兩個(gè)月里，老師傅帶新人，培養(yǎng)出4名煤機(jī)司機(jī)、5名地質(zhì)檢修工、42名支護(hù)工。

技術(shù)瓶頸待破除，

智能掘進(jìn)分步走

據(jù)悉，神東煤炭集團(tuán)大柳塔煤礦、匯森涼水井礦業(yè)有限責(zé)任公司、中煤集團(tuán)新集劉莊煤礦等積極探索應(yīng)用智能化快速掘進(jìn)系統(tǒng)，掘進(jìn)工效不斷提高。記者進(jìn)一步了解到，近期掘進(jìn)智能化發(fā)展，主要解決工況參數(shù)在線監(jiān)測(cè)、斷面自動(dòng)成形截割控制、智能化截割控制、遠(yuǎn)程控制操等問(wèn)題，仍有不少技術(shù)瓶頸有待突破。

“目前最大的難題是掘支不能平行作業(yè)，打錨桿支護(hù)的時(shí)候不能掘進(jìn)，掘進(jìn)的時(shí)候不能打錨桿支護(hù)。與綜采三機(jī)配套‘并行’作業(yè)相比，掘進(jìn)作業(yè)線是‘串行’式的，無(wú)法形成安全高效作業(yè)線�！蓖鹾缰赋�。

一號(hào)煤礦機(jī)電副礦長(zhǎng)李杰向記者透露，下一步，小保當(dāng)煤礦將在如何實(shí)現(xiàn)支護(hù)自動(dòng)化、智能化，解決掘進(jìn)工作面輔助運(yùn)輸問(wèn)題進(jìn)一步減輕一線礦工體力勞動(dòng)，優(yōu)化皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)提高循環(huán)掘進(jìn)效率等方面發(fā)力。

“煤礦智能化發(fā)展將不斷把人員換下來(lái)，八部委印發(fā)《關(guān)于推進(jìn)煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》后，更要充分應(yīng)用5G、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)，打造協(xié)同、高效、共享、安全的智能掘進(jìn)工作面�！蓖鹾绫硎�，由于采掘系統(tǒng)欠賬較多，掘進(jìn)智能化發(fā)展可以分步走：先實(shí)現(xiàn)機(jī)器的智能掘進(jìn)，再進(jìn)行遠(yuǎn)程干預(yù)，最后實(shí)現(xiàn)智能自適應(yīng)。

王虹進(jìn)一步指出，井下空間定位導(dǎo)航新技術(shù)、支護(hù)效果動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與支護(hù)工藝精確調(diào)整、掘進(jìn)工作面高精度智能感知與數(shù)字孿生、掘錨一體機(jī)器人、掘進(jìn)系統(tǒng)平臺(tái)化等將是未來(lái)掘進(jìn)智能化發(fā)展的方向�！熬蜻M(jìn)智能化是智慧礦山建設(shè)不可或缺的支撐，必須扭轉(zhuǎn)重采輕掘現(xiàn)象，投入更大科研、制造、生產(chǎn)等力量，推動(dòng)掘進(jìn)向智能化邁進(jìn)�！�

來(lái)源：中國(guó)能源報(bào)