康红普院士：煤巷钻锚一体化快速掘进技术与装备及应用

创新点

（1）研发出钻锚一体化锚杆、泵注式锚固剂、钻锚一体化钻臂、钻箱、锚杆仓、锚固剂泵注系统及智能控制系统，形成了钻锚一体化锚杆支护技术与设备。将传统树脂锚固锚杆施工6道工序简化为1道连续工序，实现了锚杆自动化“一键”打设。单根锚杆作业时间由原来5～6 min减少为 3 min，同时泵注锚固剂方式提高了锚杆锚固力和支护效果。

（2）提出采用薄喷层替代金属网并起临时支护的思路。研发出快固化、高强度、高韧性的双液喷涂支护材料，抗拉强度超过9 MPa，伸长率超过100%，黏结强度高于3 MPa。研发出自动化喷涂施工装备，包括高精度喷涂机械臂、高比例精度泵送系统、高混合度喷枪及自动化控制系统。在煤矿井下高粉尘环境、凹凸不平围岩表面进行全覆盖喷涂，可有效控制冒顶与片帮。

（3）研发出双目视觉巷道随掘变形动态监测系统，可实时监测距离掘进工作面 2.4～10.8 m内的顶板下沉量及两帮移近量，实现了随掘大粉尘、多干扰、低照度环境下的巷道表面位移实时监测与安全预警，为巷道支护参数优化提供了依据。

（4）研制出钻锚一体化快速掘进成套装备，由钻锚体化掘锚一体机、钻锚一体化锚杆转载机和履带式自移机尾3套设备组成，集成了钻锚一体化支护系统、喷涂支护系统和巷道随掘变形动态监测系统 3项核心技术及设备。提出掘支锚运分区并行协同快速掘进模式与工艺，为煤巷快速掘进提供了有效途径。

（5）基于曹家滩煤矿井下实测数据，首次得出煤巷快速掘进工作面围岩位移的时空演化特征：在时间上，巷道掘出2～3 h后80%以上的围岩位移已经发生；在空间上，距离掘进工作面相当于2倍巷道宽度的位置，90%以上的围岩位移已经完成。

（6）钻锚一体化快速掘进技术与装备在曹家滩煤矿特大断面煤巷得到成功应用，掘进速度与效率显著提高，具备了煤巷月掘进进尺 1 500～2 000 m的能力。