杨健健，葛世荣 ，王飞跃，罗文杰，张雨晨 ，胡兴涛，朱 涛，吴 淼

(1.中国矿业大学(北京) 机电与信息工程学院，北京 100083; 2.中国矿业大学(北京) 智慧矿山与机器人研究院，北京 100083; 3.中国科学院自动化研究所 复杂系统管理与控制国家重点实验室，北京 100190; 4.北京天地华泰矿业管理股份有限公司，北京 100083)

《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》(以下简称《纲要》)已正式公布。《纲要》规划部署的碳达峰、碳中和路线图对未来的发展具有重要的意义。在碳达峰、碳中和的目标要求下，发挥煤矿企业实施主体作用，加快煤矿智能化建设，深化煤炭清洁安全高效生产和利用，加速煤炭行业的绿色发展。

我国约有90%的煤炭资源以井工方式开采，井下开采的首先工序是掘挖出地下运输和通风巷道，必须做到“采掘并重，掘进先行”。当前，巷道掘进的智能化进展落后于采煤，出现严重的采掘进度失衡、井下作业人员依然很多的局面，其中的关键技术瓶颈之一是无法实现掘进-支护-锚固的平行快速协同作业。目前，我国煤矿每年巷道掘进量超过12 000 km，综掘工作面掘进班组作业人员20万～30万人[1-4]。因此，智能化快速掘进对于煤矿安全生产的减人增安提效具有重要意义，也是我国煤矿智能化发展的主要方向，被列入了国家2019年发布的《煤矿机器人重点研发目录》和2020年发布的《关于加快煤矿智能化发展的指导意见》之中。

因全断面掘进机(煤矿盾构机)使用滚刀切割实现破岩，一次性完成巷道断面成形，但其结构复杂，造价昂贵，对恶劣工况适应性差，在全国东部、中部、西部等不同区域不宜普适推广。……