李洪盛，刘送永，郭楚文

(1.中国矿业大学 机电工程学院，江苏 徐州 221116; 2.中国矿业大学 江苏省矿山智能采掘装备协同创新中心(省部共建)，江苏 徐州 221008; 3.中国矿业大学 电气与动力工程学院，江苏 徐州 221116)

2019年，《BP世界能源统计年鉴》指出中国目前仍然是世界最大的能源消费国，且我国一次能源结构中的比重保持在50%以上，在未来很长一段时期内煤炭作为我国主体能源具有无法替代的地位[1]。《能源技术革命创新行动计划(2016—2030年)》明确要求提升煤炭开发效率和智能化水平，研发高效建井和快速掘进技术，重点煤矿区基本实现工作面无人化，全国掘进机械化程度达到85%以上。

巷道掘进和煤炭回采是煤矿生产的重要生产环节，而巷道掘进是矿山开采的关键环节，煤矿巷道的快速掘进是保证矿井高产稳产的关键技术措施。据统计我国每年掘进巷道12 000 km以上，其中硬岩巷道掘进在2 500 km以上。目前，煤炭开采已经逐渐向深层和复杂地层发展，由于地应力的增大，通常深部、复杂地层岩石的弹性模量、硬度和破坏强度等随之增大，单轴抗压强度往往达到100 MPa以上[2]。随着各类岩石开挖机械在矿山开采、隧道掘进、油气井钻进等实际工程中的广泛应用，对岩石破碎理论和技术提出了更高的要求和新的挑战。

在应对硬岩(抗压强度80 MPa以上)方面，钻-爆法是现在公认的对付硬岩最经济有效的办法[3-8]，虽然该方法具有灵活、方便、适应性强以及不受地质条件变化影响的特点，但常规钻-爆法存在炮孔利用率低、周边成型差、效率低、安全性差等诸多突出问题。……