编者按：为加快矿山领域机器人应用推广，更好服务矿山安全高质量发展，国家矿山安全监察局安全基础司、工业和信息化部装备工业一司联合开展了矿山领域机器人典型应用场景遴选工作，确定推广31个典型应用场景、66个场景实例。现组织中国软件评测中心梳理66个场景实例的先进经验及应用成效，在“机器人+”供需对接与应用推广公共服务平台及相关微信公众号开展持续宣传，以更好推动典型应用场景的复制与推广。
案例23：大断面智能快速掘进
一、基本信息
| 矿山种类：煤矿 |
| 应用场景：掘进 |
| 场景实例：大断面智能快速掘进 |
| 机器人产品及制造单位：智能型掘锚一体机，陕西陕煤曹家滩矿业有限公司、中国铁建重工集团股份有限公司 |
| 应用单位：陕西陕煤曹家滩矿业有限公司 |
二、详细介绍
1.重点解决的痛点难点问题
巷道掘进是煤炭开采过程中的重要环节，其主要工序包括掘进、支护和运输，是采煤工作的准备阶段，为采煤环节的运输、通风、行人等提供必要通道，对于煤矿安全生产具有重要意义。
掘进速度慢，采掘失衡制约矿区矿井高效生产。巷道掘进环节设备的机械化、自动化水平远落后于采煤环节，导致掘进速度慢、效率低。随着煤炭需求量的增加，回采工作面的采煤速度大大超出了巷道掘进的速度，导致当一个采煤工作面开采结束时，无法及时进行另一个工作面的作业，进而出现减产、停产的现象，成为制约矿区高产高效的关键难题。
作业人员劳动强度大，作业环境存在安全隐患。巷道掘进任务繁重，作业量大，传统综掘工艺仅在设备上实现机械化、半机械化，其它工艺，例如矿石运输、支护作业等，大量依靠人工，作业人员劳动强度大、作业效率低。传统巷道施工采用“先掘后支”的施工工序，巷道开挖初期的围岩处于零支护状态，容易发生顶板垮落，增加了施工作业人员的危险；且掘进作业过程中，煤尘浓度大、噪声强度高，不利于职业病的防治，同时，一旦煤尘与空气混合形成爆炸性混合物，可能引发爆炸事故，对作业人员生命安全造成了严重威胁。
智能型掘锚一体机具备大断面巷道“探、掘、支、运”一次成巷、可伸缩式超大宽度截割控制、大断面快速支护与超前钻探、物料输送、多机协同控制等功能，可实现掘进、支护和运输一体化连续作业。
智能型掘锚一体机创新研发掘锚成套装备高效自动化支护装置，采用机械抓手灵活切换锚杆和钻杆，实现钻机自动施工；将钻机自动钻孔与锚索自动输送、自动安装结合，实现锚索支护半自动化。研发全断面自适应精准截割系统，实时监测截割过程输出电压、电流参数，自主判断当前煤岩情况并及时匹配最佳的进刀速度和进刀量，实现自动移臂自适应截割煤层。创新研制“三合一”强力门式支架，支撑力由传统临时支护的200kN提高到800kN，强化空顶区顶板临时支撑。研制由“全站仪+惯导+里程计+测距雷达”组成的多传感器融合定位导向系统，可实时显示掘锚一体机的航向角、俯仰角、滚动角、速度等数据信息，并在行走过程中不断根据传感器的监测数据调整行走方向和行走距离，实现掘锚一体机位置的连续测量与自主纠偏，精度达到厘米级。研制“泡沫+水雾对冲+负压”新型高效综合除尘系统，通过泡沫覆盖产尘点、水雾封闭产尘区、负压吸收产尘面，实现从源头到巷道全断面灭尘降尘。
3.应用推广情况及应用效果
