随着“双碳”目标下能源结构调整及供给侧结构性改革的深入，到“十三五”末，我国煤炭消费量占一次能源消费总量的比例下降至57%[1-3]，预计“十四五”期间将会降至52%。然而，2021年中东部地区的缺电潮导致多个省份的工业产业发展遭受了巨大影响，煤炭作为火电原料，其供应紧张状况在一定时间内仍将存在，消费总量也仍将持续并逐年增加，这说明煤炭作为我国能源的“稳定器”和“压舱石”的重要作用短期内仍不会变化[4]，是国家能源战略稳定安全的重要保障。但是在新时代能源体系下，需改革煤炭行业传统的生产方式，推动煤炭行业继续保持较强竞争力，向高质量发展不断升级，向智能化、绿色化方向发展[5]。
当前，煤炭开发布局正在由长期以来的“中东部为主”转为“中西部为主，并向晋陕蒙集中”，由“大中小煤矿并举，中小煤矿为主”转为“大型现代化煤矿为主，中小煤矿为辅”的态势。在西部煤炭资源开发中，矿井建设是煤矿资源开发的基础，是地下空间利用和矿井生产全生命周期服务的核心构筑物和安全保障[6-7]。然而，传统建井模式和建井工法存在着施工工艺落后、工序复杂、劳动强度大、作业环境恶劣、安全事故频发及工效低等问题[8-9]，这与煤矿智能化建设的发展趋势极不匹配。近年来，在国家政策引领和技术进步推动下，我国煤矿建井技术也在由钻爆法向机械化、自动化不断发展，然而国内外煤矿乃至固体矿山的智能化建井技术尚无实质性突破。
延长石油集团在陕北地区拥有优质且丰富的煤炭资源，地质储量超过210亿t，可采储量约120亿t，是晋陕蒙能源聚集区煤炭开发的重要力量，当前正在榆横、榆神矿区建设以巴拉素(国家首批智能化示范煤矿)为代表的的千万吨级智能煤矿集群，迫切需求建井技术突破，实现安全高效建井。通过创新建井思路和技术路径，将“智能化”的基因植入煤矿安全生产建设全过程，突破传统煤矿建井技术体系制约，形成煤矿智能化建井核心技术支撑，推动煤炭资源安全高效开发。
1 智能化建井科学定义及内涵
煤矿智能化是煤炭工业高质量发展的核心技术支撑[10-11]，针对煤矿建设发展的突出问题和发展需要，笔者提出了“智能化建井，建智能矿井”的技术理念。智能化建井即采用自感知、自学习、自决策功能的建井技术装备，基于5G技术生态，以智能控制系统为核心，以自动化施工工艺为手段，作业全流程具有实时感知、全息互联、智能控制和持续优化等特点，实现施工过程“有人安全巡视、无人现场作业”的安全高效建井技术。建智能矿井即通过深度融合人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等，创新煤矿智能化技术工程管理体系，形成全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测、协同控制的智能系统，实现矿井地质保障、煤炭开采、巷道掘进、运输、通风、排水、供电、安全保障、分选、生产经营管理全过程安全高效智能运行，推动煤矿建设向智能化发展[10]。
智能煤矿建设是由科学研究、技术研发和工程实践组成的复杂巨系统，混序与有序并存、技术与经济并进、工程与环境交互。智能化建井与建智能矿井都是智能煤矿建设的重要组成部分，两者目标统一、相辅相成、前后衔接、互相影响。智能化建井是指建井方式和过程的智能化，贯穿于建井期全过程；建智能矿井是指建设能进行智能化生产运营的矿井，它涵盖了矿井全生命周期。
2 智能化建井面临的主要问题
伴随着机械破岩掘进技术朝着自动化、数字化、绿色化和智能化方向不断发展，探索煤矿智能化建井技术正引领智能化煤矿发展[12-13]。当前我国智能煤矿建设处于发展初级阶段，存在基础理论薄弱、核心关键技术未突破、智能化技术标准与规范不健全及技术与装备研发滞后等问题[14-17]。榆横矿区的智能化建井也面临地质条件复杂、理论研究薄弱、技术装备落后等工程技术瓶颈。
2.1 地质条件复杂
2.1.1 不稳定地层发育
榆横矿区不稳定地层分布广泛，主要包含厚松散地层和弱胶结地层(图1)。厚松散层结构松散、稳定性差，属性接近松散体介质，强度无或强度极弱、工程地质条件差。弱胶结地层分布面积较大，强度低、稳定性差、结构较松散、胶结程度弱、易大变形、抗水及抗风化能力较差，岩石质量劣质～中等。
图1 西部榆横矿区综合地质柱状
Fig.1 Comprehensive geological bar chart of Yuheng mining area in the west
井壁-围压相互作用及大型施工机械对松散层的扰动，会造成不稳定地层承载力不足和结构不稳，易造成井帮坍塌、井筒缩径和地基不稳定；弱胶结地层注浆性能较差，遇水易软化、泥化、崩解，易发生冒顶、底臌、坍塌等事故。
2.1.2 地层富水性强
含水地层涌水量大。从地层富水性来看，第四系地层富水性强，白垩系地层富水性中等，侏罗系地层富水性弱，但补给范围较大，白垩系弱胶结孔隙岩高富水且对开挖扰动敏感。井筒预估总体涌水量可达7 100～7 800 m3/d，其中穿过富水性强萨拉乌苏组孔隙潜水，涌水量为1 300～2 400 m3/d。含水层涌水量过大易造成透水、淹井甚至人员伤亡等重大事故。
含水层水头压力大。地层富水性不均一，个别含水层涌水量较大，且为承压水，因此，随着井筒深度加深，深部井筒围岩静水压力和侧压力也不断增大，都会对井巷围岩产生较大压力。其中2号煤层为矿井主承压水层，预计压力可达2～3 MPa。高水头压力易对围岩稳定性和装备安全性造成威胁，导致井筒变形、垮塌及设备损毁。
2.2 理论研究薄弱
当前煤矿建井技术的理论研究主要针对部分应用空间基本认识、部分物理对象的原理阐述和部分系统的控制方法，尚缺乏智能化建井的整体模型理论和决策机制体系[13]。
对西部侏罗纪煤田不稳定地层和含水层的岩石物理力学特性、井筒涌水形成机理、孕灾-演化-防治、多刀协同破岩机理及井壁-围压相互作用机理研究较为薄弱。深部岩土工程地质条件复杂，受限于深部探测感知技术研发不足、数据传输困难、井田开拓行为不透明及各子系统难关联等原因，当前对重大危险源识别理论、复杂地质建模理论、多元数据融合理论、数值模拟理论及海量数据管理与服务体系等保障技术理论的研究比较薄弱。
2.3 技术装备研发滞后
机械破岩技术正在逐渐代替钻眼爆破技术[18-19]推动地下工程井巷机械化钻进技术装备的发展[9,16]，但是，针对西部地区井筒建设的整套技术装备研发和集成研究仍然较为滞后。
(1)斜井掘进技术装备。传统斜井施工以“钻爆法”为主，安全性差、效率低。针对斜井全断面机械破岩掘进，当前主要的装备有泥水平衡盾构机、单护盾TBM、双护盾TBM及敞开式TBM等多种机组。而根据煤矿地质条件和开拓布局，充分考虑了大坡度斜井施工的可行性、穿过富水软岩地段可行性、斜井下山掘进防治水、揭露煤层承压水及大体积裸露围岩支护稳定性等因素，上述技术装备及施工工艺难以匹配，斜井掘进尚缺乏成熟应用的整套技术装备。
(2)竖井掘进技术装备。在中东部地区冲积地层施工，利用钻井法钻进井筒一般采用多级扩孔工艺，多数条件下尚不能实现一钻成井，仅对于直径较小的井筒在穿越巨厚冲积地层时，采用“一钻成井”钻井工艺[20-21]，并且综合成井效率不高。
但是，针对西部地区不稳定地层和巨厚岩层，要实现利用钻井法施工大直径全断面井筒的目标，亟需研发与其相匹配的整套技术装备和建井技术工艺。
2.4 工程技术应用瓶颈
2.4.1 地下水防治
斜井机械破岩掘进穿过富水地层，预测区域内最大涌水量可达180 m3/h，而当前含水地层涌水信息探测及监测技术难以突破，对涌水量的预测、预报困难，造成深长井筒反坡排水难度大，综合防治水难度高；注浆法对弱胶结砂岩可注性差，掘进工作面止水岩帽留设或止浆墙砌筑困难；采用冻结法防治水，涉及井筒断面内冻结管切除，井筒顶、底板冻结壁维护问题，处理不慎会严重影响施工效率，甚至危及施工人员生命安全。
在竖井钻进中，为保持建设和运营期井筒长期稳定，要防止含水层的潜水、承压水沿孔隙和裂隙流入井筒，或与流沙涌入井筒造成缩径、塌井事故，而当前针对西部复杂地层防治水理论与技术研究不足，难以满足井筒智能化掘进的需求。
2.4.2 高效机械破岩掘进
高效机械破岩掘进面临一系列工程、技术及管理问题。① 多工序协同推进难。井筒施工涉及探测、掘进、支护、运输及排水等一系列工序，时间、空间相互干扰与冲突，工序协同困难、管理难度大；② 高效破岩与连续排渣效率低。技术装备推进动力不足、破岩刀具结构不合理、设备运行参数不匹配及岩渣传输效率低，严重影响综合掘进效率；③ 掘进技术数据支撑不足。在西部复杂地层利用机械破岩方式掘进井巷缺乏技术支撑和依据，需要逐步摸索适合不同条件的竖井钻进参数和斜井掘进机组参数；④ 建井周期长。斜井掘进要克服超长距离、大涌水及弱胶结三大技术难题，技术、工艺和管理问题突出，易造成施工效率降低、工期延长及建设成本急剧增加；⑤ 冬季施工困难。井筒掘进工程地处北方严寒气候区，地表基础、设备及大临工程容易受冻，发生破坏、失灵问题，可能严重影响装备高效使用。
2.4.3 围岩稳定性与支护
深部井巷围岩稳定性直接影响井巷开拓运行质量，围岩稳定的核心是要提高围岩的自承载和自稳定能力，确保井筒支护系统满足高强抗压、防渗堵水、隔温保温的要求。洛河组为典型富水弱胶结地层，遇水泥化、撑靴支撑力不足；深部掘进遇到高压含水层、不良地质构造，掘进机组承压能力难以满足抗压与防水要求，并可能发生损毁设备或者涌水淹井事故。因此，斜井智能掘进要实现超长距离全下行破岩掘进，围岩支护难度大、支护工作量大，掘支同步协调困难。
竖井井筒钻进中要考虑保持井筒与围岩的稳定性，必须平衡井壁支护和围岩的压力。在无可借鉴钻井法井壁数据的情况下，如何设计和优化适合的井壁结构、精准控制井壁在悬浮下沉时保持浮力平衡、精确实施壁后充填与质量监测，这些都是要克服的难题。
2.4.4 钻井法泥浆配制
泥浆的性能是决定钻井法成败的关键[20]，然而，利用钻进法在西部复杂地质条件施工尚处于技术空白，研制适合的泥浆体系和技术参数还比较滞后。为了保证泥浆能有效支护井帮、实现正常泥浆净化、清屑排渣、减少刀具磨损作用，研发符合研究区地质特征的泥浆体系和设计适合的泥浆参数是亟需解决的问题。
3 智能化建井技术路径
针对陕北榆横矿区复杂地质条件与建井工程所面临的理论、技术、装备及工程问题，根据“智能化建井，建智能矿井”的技术理念，确立了智能化建井的研究思路和技术路径。通过对立井大直径一钻智能完井和敞开式全断面智能斜井掘进探索研究，相继完成了工艺设计、智能技术装备研发与选型、基础理论研究及全断面机械破岩关键技术研究等一系列工作，创建了智能化协同控制系统，构建了智能化建井系统总体架构，形成了智能化建井的安全高效建井模式。
3.1 智能化建井研究思路
为实现建井全机械化、智能化破岩代替爆破破岩凿井的技术变革，围绕西部侏罗系煤田复杂地层斜井和立井全机械化施工、关键技术与智能化装备应用，确立“基础理论-共性技术-建井工艺-整机装备-应用示范-智能全寿命管控”的研究思路。
具体为：① 围绕复杂地层的全机械破岩智能化建井模式，开展复杂地层透明化地质模型与建井模式适宜性评价、智能化建井系统布局与总体架构、智能化建井与智能化煤矿生产系统协同模式研究(图2)；② 针对斜井的敞开式全断面掘进机智能化建井工艺及装备，开展斜井掘进机智能化建井工艺、斜井全断面机械破岩技术与智能支护机器人、敞开式全断面斜井掘进机与智能化配套系统、全断面斜井掘进地层超前探测技术研究；③ 围绕立井钻井法智能化建井工艺及装备体系，开展厚风积沙和巨厚坚硬岩层立井钻井工艺、“一钻完井”智能化装备及配套系统、全岩地层钻井井壁设计理论、低固相泥浆井壁精准沉降及固井关键技术研究；④ 聚焦井筒智能化建设安全保障技术，开展防治水安全保障技术、智能化监控系统及井筒全生命周期运维监测系统研发；⑤ 确立智能化建井工法、标准，形成“岩层控制+装备群+智能控制系统”三位一体的智能化建井技术装备工程体系。
图2 智能化建井技术路径
Fig.2 Intelligent well construction technology path
3.2 智能化建井协同控制系统
智能化建井的协同控制系统分为斜井掘进系统、竖井钻进系统及综合保障系统3个部分(图3)。斜井掘进系统由斜井掘进机控制系统、支护控制系统、通风系统、带式输送机控制系统、巷道防治水系统5个子系统组成，是实现敞开式全断面智能化掘进控制体系的主要控制单元。竖井钻井控制系统由竖井掘进机控制系统、地面控制系统、泥浆循环控制系统、井壁预制系统、精准沉降系统及壁后充填系统6个子系统组成，是实现“一钻完井”智能化钻井控制体系的主要控制单元。综合保障系统主要通过超前地质探测、安全监测、通信保障、物料协同等为智能掘进提供智能保障服务。智能化建井协同控制架构由感知层、传输层、边缘层、平台层和执行与应用层组成(图4)。
图3 智能化建井协同控制系统结构
Fig.3 Structure diagram of intelligent well construction cooperative control system
图4 智能化建井协同控制系统总体架构
Fig.4 Overall architecture diagram of intelligent well construction cooperative control system
(1)感知层。井筒智能化掘进处于未知的复杂环境，需要实时对井筒周围进行环境感知、设备感知及环境-设备-人的相互作用感知。通过环境感知技术实现对不良地质体等环境信息的探测和预警能力[22]；利用设备感知技术获取掘进装备运行主参数和设备运行状态感知能力；融合环境-设备-人的相互作用感知技术，为智能化建井的分析和决策提供数据支撑。
(2)网络层。建设有线网络无源接入、无线网络有线冗余的井上下5G+F5G双十万兆高效可靠的工业互联网系统，利用有线传输和无线传输来保证数据的实时性和完整性，构建了5G多频协同(700M/2.6G/3.5G)+F5G+WiFi6的网络传输架构，为智能化建井各类信息和应用提供了高速可靠网络通道。
(3)边缘层。融合无线网络与互联网技术[23]，实现对边缘侧不同场景数据的就近处理计算、存储、分流及大数据分析，满足智能化建井快速决策、降低控制时延、减少传输宽带及安全保障需求。
(4)平台层。将大数据信息进行深度挖掘和融合，实现智能建井中多智能体协同控制和远程自主决策控制及智能预警。
(5)应用与执行层。围绕智能化建井开发具体管控需求，实现对高效智能建井的安全生产管控及服务保障。
3.3 斜井智能化建井技术路径
3.3.1 工艺设计与核心装备研发
以掘锚一体机、煤岩盾构机为代表的新型巷道掘进装备，拥有多场耦合、高度复杂、功能丰富及运行控制能力强大的复杂装备系统[24-25]，成为当下斜井掘进的主要选择[26]。综合地质条件、施工方案及工程制约因素(表1)合理开展装备选型，联合研发了敞开式全断面智能掘进机组，该机组由主机系统和后配套系统两大部分组成，其中主机系统包括刀盘、刀具、主轴承、机头架、主梁、支撑系统、液压系统、驱动装置、主机带式输送机等，后配套系统包含内部系统和外部系统；机组结构简单、盾壳较短、坡度适应性强、卡机风险小，上护盾和侧护盾通过主动支撑顶板和侧帮实现主动防护功能，减少空顶距，自带钢拱架自动拼装和喷锚装置(表2)，可实现快速支护，装备工艺成熟可靠、故障率低，相对于其他盾构机具有比较明显优势。此外，为实现机组顺利推进，通过底部仰拱块提供推进反力，消除因巷帮岩石强度低而无法提供支撑力的隐患，同时增加了近40%撑靴面积，减少了撑靴支撑压强，防止推力不足；并增加泡沫系统，改变渣土特性，防止泥化糊堵刀盘。
表1 斜井掘进装备选型依据
Table 1 Selection basis of inclined shaft driving equipment
内容斜井掘进装备选型依据选型条件巷道的地质条件,巷道的长度和坡度,纵断面尺寸等巷道设计参数,巷道施工环境,施工总工期及节点工期要求,经济技术比较选型思路根据地质条件、施工环境、工期要求等确定掘进模式,根据掘进模式选用掘进机类型;根据巷道设计参数及地质条件进行同类掘进机结构、参数的比较选型,确定主机的主要技术参数;根据生产能力与主机掘进速度相匹配原则,确定后配套设备的技术参数与功能配置制约因素岩石可掘性,开挖面稳定性,开挖洞壁稳定性,断层带长度,挤压地层变形特征,支护类型,水文地质选型原则安全性、可靠性、先进性与经济性相统一;满足巷道设计参数和地质条件、井口条件;满足安全、质量、工期、造价及环保要求;后配套与主机配套,生产能力与掘进速度相匹配
表2 3类盾构机主要性能
Table 2 Three types of shield machine main performance
项目敞开式双护盾单护盾地质条件适应性适用岩石整体较完整～完整,有较好自稳性适用较完整、有一定自稳性的软岩～硬岩地层适用于有一定自稳性的软岩掘进性能可根据不同地质条件,采用不同的掘进参数,随时调整刀盘结构同敞开式,可据地质采用不同掘进参数,随时调整刀盘结构同敞开式,可据地质采用不同掘进参数,随时调整施工速度锚网喷工作量小,速度快;地质差时需要超前加固,支护量大,速度慢硬岩安装管片,速度快;软岩地层可支撑管片,施工速度较快只能支撑在管片上掘进,施工速度相对慢安全性设备与人员暴露,需加强防护设备与人员处于TBM壳体保护下,安全性好同双护盾式应急处理灵活性与速度处理小型断层、不整合接触带及涌水量较大时灵活性较差处理不良地质体灵活性较好,对软岩大变形应急处理不如单护盾式对软岩大变形应急处理因护盾长度较短,具备灵活性
通过研发敞开式全断面智能掘进机组超前探测、高效破岩与围岩控制、装备推进与支撑协同控制、连续带式输送机排渣配套装备与技术，实现了“探-掘-支-锚-运”一体化机械破岩掘进，减少装备群组间多工序施工时空干扰与冲突问题，提高了掘进效率。
3.3.2 斜井智能化掘进关键技术研究
斜井智能化掘进的主要关键技术有：不稳定地层掘进技术、智能高效破岩掘进技术、智能支护与围岩稳定控制技术及地下水防治技术等，解决了穿越厚风积沙层装备始发、“探-掘-支-锚-运”一体化作业、穿越强含水层安全掘进防治水、穿越弱胶结地层支护与围岩稳定控制、智能化监控与施工优化等工程技术难题。
(1)不稳定地层掘进技术。为研究侏罗系煤田不稳定地层高效掘进技术，开展了针对厚风积沙松散地层和弱胶结地层的系统理论研究，总结了白垩系、侏罗系孔隙含水为主的弱胶结砂岩层岩石物理力学、工程力学特性。通过分析弱胶结类岩石受力条件下细观结构演化过程中颗粒接触特征的演化过程[26]，建立了弱胶结岩石软化过程细观结构演化及其细观断裂形貌和断裂模式，揭示出弱胶结地层岩石的破坏机理，形成了不稳定地层掘进的共性理论认识。
为降低斜井穿过厚松散层和弱胶结岩层等风险，选定地表松散层较薄位置进行敞开式掘进机组装备始发，斜井前段不稳定地层抗压强度为0，采用明槽开挖和双层钢筋混凝土砌碹支护工艺推进；调研和原位试验论证白垩系洛河组弱胶结岩石整体强度符合撑靴支撑强度要求，在洛河组强风化地段利用底仰拱块为敞开式掘进机组提供推进反力；对于在软岩大变形地层掘进，利用开挖断面和扩挖刀加大间隙量、适当提高推进液压缸压力(由通常的9～12 MPa提高到18～20 MPa)及超前注浆加固等技术措施，提高了围岩整体性、承载能力和稳定性，敞开式全断面智能掘进机组安全通过软岩地层；在挤压地层中适当增加机组扩挖量，协调匹配机组掘进速度和支护速度，确保机组在回缩允许的变形量内顺利穿过；研发了针对不稳定地层的智能支护“一键式钻锚+自动喷混”锚网喷支护体系，优化了短掘快支工艺，实现了遥控支护和轨迹规划。
(2)智能高效破岩掘进技术。研发了敞开式全断面智能掘进工艺，实现长距离连续下坡一次掘进，突破敞开式全断面斜井掘进机刀具破岩、轻量化掘进栽头、低接地比压撑靴、超前预报及精准姿态控制系统等关键技术，形成了由超前精准探测、长距离通风、大排量多级排水系统、高效排渣、辅助运输等组成的智能化配套技术体系，以实现多工序协同，保障全流程“探-掘-支-锚-运”一体化高效运行。
优化敞开式全断面智能掘进机组施工场布局管理，形成掘进机组的地面快速组装工艺。组装场地各区域布置集约合理，克服场地长度不足对设备安装的影响，采用分段组装、分段连接、分段步进的方式，缩短准备时间完成机组场地组装。
在机组掘进过程中建设施工控制网，利用配置的激光导向系统进行掘进快速导向和姿态控制；基于围岩极低耐磨性特征，研究刀盘结构和掘进参数对不同岩层的适应性，利用智能传感器对滚刀温度、压力和磨损角实时监测，控制刀具转速达到最佳破岩状态，实现全断面机械高效破岩；研发自动喷浆机器人和智能支护机器人、锚杆(索)一键式钻锚技术等(自动/半自动)施工技术和工艺，实现及时支护和掘支协同作业。
研发斜井掘进地层超前探测技术(图5)和安全监测系统，实现对围岩、前方涌水区、不良地质信息的超前判别和对重点地段实时监测，根据地质预报或实际运行状态确定掘进模式，并适时调整掘进推力、刀盘转速和扭矩等参数，确保巷道掘进在保护设备的前提下实现快速掘进。
图5 敞开式全断面智能掘进超前地质探测示意
Fig.5 Schematic diagram of open-type full-section intelligent driving advanced geological exploration
(3)智能支护与围岩控制技术。围岩控制技术包括围岩改性、围岩支护和围岩应力调控，是实现工程围岩体稳定的核心技术。
利用敞开式全断面智能掘进工艺，可降低掘进过程对井巷围岩的扰动效应和围岩裂隙率，完成井壁一次全断面成形，有利于提高围岩结构在高地应力条件下的自稳性能，降低围岩透水、涌水等风险。
斜井掘进穿过地层以软弱-坚硬为主，要克服围岩抗压强度低、自稳能力差、支护工作量大等问题[26]，通过分析斜井水文、工程地质条件及工程设计参数，设计与优化了斜井全断面掘进支护体系，利用机组钢拱架自动拼装和锚网喷系统，实现主体支护与辅助喷浆联合作业，达到地层改性和支护的效果。掘进中利用机载超前探测钻机，辅以三维激发极化法和随掘地震探测等技术，对前方富水区、不良地质等信息进行超前探测，可实现地质不良段预先加固处理；围岩主体支护采用“一键式钻锚+自动喷混”锚网喷工艺，可适应不同地层深度的压力及因淋、涌水造成支护强度不足的问题，实现与掘进工作同步快速支护。针对重点弱胶结软岩段，按照“超前支护、短掘短支、勤换步、早封闭、强支护、永临支护一次到位”原则施工，先进行超前注浆加固岩体，再采用超前锚杆或小导管进行超前支护，开挖后立即利用系统锚、网、钢架和喷混凝土强支护。
为提高围岩稳定性监测安全保障技术，根据工程地质数据和掘进参数建立围岩动态模型与软硬件系统，通过开发掘进系统、围岩结构和环境综合测试平台，实现围岩压力、支护体系应力应变关键物理参数监测，建立不良地质区段智能评估、分级和预警平台，实现数据一体化管理和实时建模联动。
(4)地下水防治技术。斜井掘进穿过含水层和隔水层，主要利用超前探测与GIS地质信息的透明地质模型，实现多物理场的掘进前方水体和不良地质体的超前准确预判；将智能化掘进机组防水技术装备与深部复合地层围岩相互作用机理和安全监测技术相融合，对重点含水层地段第四系松散层孔隙潜水、白垩系下统洛河组孔隙裂隙承压水、侏罗系延安组碎屑岩类裂隙承压水及构造发育地段，进行水文安全保障监测与智能预警联动，保障掘进过程安全。根据斜井下穿含水层的防治水需求，掌握不同含水层涌水规律和不同层位水力联系规律，形成了地下水防治保障体系，尤其对超长距离、大埋深情况下壁后水力连通而形成过大的水头压力，需采取地面降水、分段抽排水、喷锚支护段注浆止水及疏水降压进行防治。
3.4 竖井智能化建井技术路径
3.4.1 智能钻井工艺设计与研发
钻井法凿井技术的发展促进了大直径井筒的“一扩成井”、小直径井筒“一钻成井”钻进技术装备的发展升级[23]。基于西部风积沙层、强富水地层及巨厚坚硬岩的地质条件，为了实现智能高效建井与大直径井筒的一次成井，研发了大直径井筒“一钻完井”智能钻井工艺，即利用钻机从地表钻至井筒设计深度后，进行精准沉井与壁后充填，无需重复破除井壁底进行井筒延伸成井，该技术能够解决钻井法穿过复杂地层的工程技术难题，实现深井筒的一次成井和高效建井。
3.4.2 智能钻井技术装备研发
智能化钻井“一钻完井”技术装备系统(图6)主要包括探测感知系统、智能快速钻进系统、钻机液压控制系统、高强度材料井壁预制系统、泥浆循环监控系统、高效排渣系统、超声波测井系统、低固相泥浆悬浮沉井壁精准沉装及壁后注浆固井系统等。按照“建井工艺-整机装备”智能建井思路，研发和配备了竖井钻机、吊装装备，以及沉井井壁安装、壁后注浆设备、井壁预制设备及泥浆处理设备。钻井过程中，根据随钻和监测数据不断调整完善钻进参数、刀具结构，保证钻进过程高效性[28]。该建井技术装备的研发有利于改变传统凿井作业人员多，作业环境差、劳动强度高、职业伤害大的局面，能够实现井筒凿井“井下无人施工”的本质安全建井。
图6 智能化钻井“一钻完井”主要技术装备
Fig.6 Intelligent drilling “one drilling and completion”main technical equipment
3.4.3 竖井智能化钻进关键技术研究
竖井智能化钻进关键技术主要有：不稳定地层钻进、智能高效钻进、涌沙-涌水防治技术、永久支护及低固相泥浆循环等技术，解决了西部地区全岩钻进、大直径井筒一钻完井、智能建井装备研发、富水弱胶结地层钻进、厚风积沙钻进支护及地下水防治等制约问题，实现了工程对象、规模、技术、装备、效果的显著提升。
(1)不稳定地层钻进支护技术。通过透明化地质模型数据和系统布局的优选，钻井法施工竖井是最优建井方案，竖井钻井法适应于软弱或中等硬度岩层的井筒掘进。针对竖井穿越不稳定松散层的难题，研究基于混凝土咬合桩帷幕和高压旋喷桩的井帮稳定性控制技术，即在井中心周沿圈径上按照井径布置具有适配桩径、搭接长度、桩度及数量参数的帷幕桩。一般帷幕加固深度大于荒径3倍以上，设计加固深度在0～30 m范围时，采用深层水泥搅拌桩、旋喷桩、钢护筒等方式形成帷幕；加固深度大于30 m，则采用混凝土咬合桩(或钢护筒)帷幕进行加固处理。对于钻进不稳定弱胶结地层，依据水文与工程地质条件及井筒设计参数，确定井壁的设计参数及支护结构，通过钻井工艺实时优化，实现井壁承载力和围岩侧向压力平衡，保持井壁与围岩稳定。
(2)智能高效钻进技术。基于西部复杂地质条件，对大直径竖井全断面“一钻完井”智能化机械破岩掘进关键技术进行研究。① 研究井筒围岩工程地质特征：岩石耐磨性试验测定为极低耐磨性等级，围岩凿碎比功值确定可钻性为极易；采用水压致裂法和应力解除法地应力测量对地应力测试研究。② 开展弱胶结岩层大直径竖井高效破岩技术与刀具研究，依据东部不稳定地层钻井理论在实践中探索和调整钻进参数，总结西部复杂地层钻井理论，实现岩性、刀具、钻压、转速的匹配，保障高效机械破岩。③ 研发低固相泥浆井壁精准沉装关键技术：基于悬浮理论、钻孔结构及工程实际，研发低固相泥浆满足井壁可控悬浮下沉，实现井壁下沉实时记录和精准控制，提高井壁下沉速度；井壁下沉到底后，通过探测技术控制井筒偏斜率以确定扶正点位置和扶正量；壁后充填过程中利用智能化控制系统，采用动态平衡法，将偏斜控制在允许范围内。④ 西部高寒区钻井保温工艺。确保泥浆循环系统环境温度不低于-10 ℃，对泥浆循环池、泥浆净化器配备加热设备进行保暖[27]；钻机液压系统各种管网、加热设施、供热管道和采暖设施的设置要符合相关规定；利用混凝土预制井壁构件，要采取加快混凝土强度快速增加的措施，并要控制混凝土入模温度。
(3)永久支护技术。钻井法凿井过程支护分为临时支护和永久支护，永久支护是将预制井壁构件永久固封围岩以保持井壁永久稳定性。
井壁永久支护内容包括井壁预制、井壁悬浮下沉、壁后充填，基于建设井筒全生命周期的安全需求，开展了井壁结构力学稳定性研究。根据井筒不同受力状况进行井壁结构设计，确定井壁设计参数，确定井壁基本结构，支护结构形式一般有钢筋混凝土井壁、内层钢板钢筋混凝土复合井壁和双层钢板高强高性能混凝土复合井壁。西部钻井法凿井尚无可遵循的标准和规范。根据工程地质、水文地质条件以及井壁将承受荷载的情况，结合已有钻井井筒支护设计、施工及应用的工程实践，以及井壁结构设计与优化原则，通过计算并强度校核，提出了适合西部钻井法应用的钢筋混凝土井壁结构+单层内钢板高强度混凝土复合井壁结构。
研制了针对预制井壁的精准沉装和壁后充填技术，根据井壁参数和监测数据实时调整泥浆参数，控制预制井壁下沉速度和深度，实现井壁悬浮下沉浮力平衡。研究了壁后充填材料、充填工艺、充填段高划分、二次注浆机壁后注浆充填效果检查和监测技术。
(4)涌沙-涌水防治技术。针对竖井掘进过程中地层涌水和涌沙问题，研发了低固相泥浆循环和壁后充填技术。该技术是通过压气反循环系统促使泥浆在井筒中循环，调整泥浆参数促进低固相泥浆井壁形成致密物质，阻止了第四系、洛河组等富水地层中的孔隙水、涌沙渗入或流入井筒，起到了稳定井帮和泥浆循环作用；针对不同井筒深度、不同围岩条件，开发了具有针对性的井壁形式和壁后固井充填工艺，对充填高度分段，在井壁和岩帮环形空间充填胶体材料或非胶体材料完成固井和封水，防止围岩中地层水沿空隙或裂隙渗入井筒。
(5)低固相泥浆体系。泥浆在钻井法施工中具有冲洗工作面、携带钻渣、冷却钻头、平衡地压、临时支护作用，也是井壁下沉浮力的介质。
依据“一钻完井”钻进工艺的需求，研发了符合西部复杂地层钻井法的水基泥浆多级分散体系，设计了适合钻进效率的泥浆参数，该泥浆循环过程引起了井壁围岩应力均一化，保证了井筒内泥浆液柱压力与地层的净水压力和围岩侧向压力的平衡，并利用形成于井壁的泥饼有效阻止岩层水渗入，起到支护井壁的作用。通过对地质条件和泥浆监测数据分析，实现了泥浆参数的动态预测和动态调整。较高的黏度以堵渗漏，较低的固相含量防止了在白垩系下统洛河组发生假缩径，在安定组地层堵住了上层洛河组和破碎带的渗漏，同时根据钻时数据实时调整泥浆参数，可防止塌孔；钻进直罗组地层，控制泥浆有绝对小的失水量以保证井壁的稳定，在延安组则能够保持泥浆在直罗组时的优良性能。
4 智能化建井工程实践
可可盖煤矿位于陕北榆横矿区，具有西部典型的不稳定地层和含水地层地质特征。根据矿井地形地质条件、构造、煤层赋存特征、水文及其他开采技术条件，制定了工业场地主副斜井+立井开拓方案。延长石油集团根据“智能化建井，建智能矿井”技术理念，联合项目设计单位、行业科研院所、技术领先的施工企业及设备制造企业反复论证，最终创立了斜井敞开式全断面智能掘进工法和立井大直径一钻智能完井工法，开展智能化建井。
4.1 敞开式全断面智能掘进工法实践
主、副斜井井筒长度均超过5 300 m，坡度分别为-5.6°和-6°，井径7.13 m，断面积达40 m3，井筒最大埋深517.5 m，是典型的超长距离、大直径斜井。井筒掘进中面对不稳定地层和强含水地层的技术性挑战，通过技术创新与装备研发，突破地下水防治、围岩稳定性控制与支护、装备破岩能力、高效排渣、定向掘进和智能监控等技术制约，形成了斜井敞开式全断面智能掘进工法(图7)。
图7 可可盖煤矿敞开式全断面智能掘进机组
Fig.7 Open full section intelligent excavation unit in Kekegai coal mine
该工法是以成套智能化装备为基础，以智能控制系统为核心(图8)，以各类辅助系统为保障，以超前探测、高效破岩与围岩控制、装备推进与支撑协同控制、连续排渣及安全防控为手段，实现“探-掘-支-锚-运”协同控制的智能化建井工法体系。
图8 可可盖煤矿虚拟现实控制平台
Fig.8 Virtual reality control platform for Kekegai coal mine
延长矿业联合装备制造企业共同研制了ZTT7130型敞开式全断面智能掘进机组，研发了超前地质探测、高效破岩与多级连续排渣、机载快速支护、智能监控与安全保障技术，优化了运输、通风、除尘、供水、排水及供电系统，配备了锚网喷、钢拱架、仰拱吊机等多支护系统，实现了超长斜井的全断面一掘到底、“探-掘-支-锚-运”一体化协同作业及智能化建设的健康管理，获取了关键的掘进、控制和维护数据。有效解决了斜井穿越强含水层、软弱层掘进自稳能力差及支护量大的难题，改变了洛河组砂岩富水、泥化需冻结施工的传统认识，降低了劳动强度、保障了作业安全，实现了安全高效建井。
敞开式全断面智能掘进工法最高日进尺突破40.3 m，最高月进尺突破812.6 m，井筒建设工期缩短至17个月，减少直接投资约3.8亿元。工程实践已取得良好效果，证明了该工法在西部地区具有较强的适用性，改变煤层埋深500 m必须采用立井开拓的传统认识。斜井敞开式全断面智能掘进工法的使用，优化了矿井建设工艺，为煤矿智能化建设和运营创造了有利条件。
4.2 “一钻完井”智能化钻井工法
中央进风立井设计深度538.5 m(图9)，荒径8.5 m，净直径6.0 m，全断面达56 m3，属大直径深井筒。在钻井法机械破岩掘进过程中，通过对复杂地质条件建井的技术创新和研发，攻克了西部复杂地层机械破岩效率低、井筒支护难、泥浆体系不适用、井壁设计与优化缺乏理论支撑等共性技术难题，形成了“一钻完井”的高效智能化钻井工法。
图9 可可盖煤矿中央立井现场
Fig.9 Central shaft site of Kekegai coal mine
“一钻完井”智能钻井工法是以竖井钻机技术装备为基础，以智能控制系统为核心，以自动化钻井工艺为手段，通过悬垂减压钻进、泥浆护壁、气举反循环排渣、井壁悬浮下沉和壁后充填固井等钻进工艺，完成井筒全断面一次成井，实现作业全流程具有实时感知、全息互联、智能控制和持续优化，是“井下无人施工”的安全高效竖井建井工程技术管理体系。相对在东部地区厚冲积层开展的小直径“一钻成井”工艺，无需重复破除井壁进行井筒延伸，克服了90 m松散层及450 m全岩地层，是钻井技术工艺装备的一次突破。
延长石油集团联合装备制造企业共同研制了适合软弱基岩地层的ZDZD-100大型多用途重型钻机，配备智能化的钻机移动系统、钻机旋转和提调系统、钻具系统、液压系统、泥浆循环系统、井壁预制系统、电气系统及辅助装备，形成了完整的“一钻完井”技术装备体系。在风积沙层采用引孔+MJS高压旋喷桩工艺，设计和优化了适合西部复杂地层的井壁结构，研发了适配的低固相泥浆体系、破岩刀具结构及精准沉降技术，优选匹配了合理的泥浆和设备运行参数，实现了机械破岩、气举反循环排渣及护壁、井壁快速连接、钻进参数调整等方面过程数据监测与分析。形成了适合厚风积、含水及弱胶结地层的钻井法高效钻进工艺与关键技术，建立了钻井与井筒运行数据服务、风险识别管控和安全保障技术体系，实现了高效掘进和连续排渣、临时和永久支护的核心目标。
“一钻完井”智能化钻井工法在中央进风立井的工程实践，取得最高日进尺10.8 m、月进尺62 m的记录，实现了大直径、深立井一年内揭煤(517.5 m)，创建了大直径井筒智能化建井技术体系，形成了“井下无人施工”的本质安全建井模式。
5 智能化建井展望
我国煤矿智能化发展尚处于初级阶段，煤矿的智能化建井刚起步，行业整体关注程度不足，需要“政产学研用”全行业共同聚焦研究，加快提升智能化建井技术水平。要充分结合煤矿智能化发展趋势，明确智能化建井的发展原则、方向和目标。要坚持市场主导与政府引导，坚持立足当前与谋划长远，坚持自主创新与开放合作，坚持典型示范与分类推进发展原则[12]。
总体目标：实现煤矿建设过程“有人安全巡视、无人现场作业”。在“十五五”期间，大中型煤矿建设应全面采用智能化建井工艺，作业全流程达到实时感知、全息互联、智能控制和持续优化，建井施工工艺显著优化、职工劳动强度大幅度降低、作业环境明显改善、建井施工实现本质安全。
当前主要工作：① 开展井巷多阶段智能化建井技术体系、复杂系统模型建立与决策机制的基础理论研究；② 科学规划智能化建井的顶层设计，构建多系统协同的智能化建井巨系统；③ 建立智能化建井的体系框架和技术要求，进行系统规划设计，确保系统性、兼容性、可靠性、安全性、标准型；④ 创新融合多学科、多领域、多系统的智能化建井技术与工艺，形成各类矿山、不同内容的智能化建井工法和标准体系；⑤ 建立智能化建井的分类、分级评价体系。
发展方向：基于5G/B5G新一代信息通信技术，全面连接人、机、物、系统，构建与煤矿建设深度融合的新型基础设施，建设能力更强的泛在融合信息网络；融合人工智能、工业物联网、云计算、大数据、机器人、智能装备等；研发智能决策与智能控制系统和平台，完善智能化系统构架技术体系；通过装备成套化、作业流程自动化、控制方式智能化系统集成，研发智能化快速掘进技术装备与配套模式。
6 结 语
(1)基于我国煤炭产业高质量发展需求，提出“智能化建井，建智能矿井”定义和科学内涵，阐述智能化建井在煤矿智能化建设中的重要作用。
(2)针对西部复杂地质条件下智能化建井实际，系统梳理了斜井敞开式全断面智能掘进和立井“一钻完井”智能钻进工法施工中，所面临地质条件复杂、理论研究薄弱、技术装备研发滞后及工程技术瓶颈多等问题。
(3)提出了西部复杂地质条件下开展智能化建井的研究思路和技术路径，创建了智能化建井协同控制系统，构建了智能化建井系统总体架构，形成了以智能装备为基础的建井工艺，研发了井巷穿过复杂地层的智能高效破岩掘进和钻进技术、地下水防治技术、围岩控制和支护技术及低固相泥浆循环技术，实现了斜井敞开式全断面智能掘进“探-掘-支-锚-运”一体化协同作业，以及立井“井下无人施工”作业，推动煤矿建井技术向智能安全高效绿色方向发展。
(4)可可盖煤矿智能化建井工程实践，打造了行业智能化建井示范，形成了煤矿智能化建井“延长模式”。斜井敞开式全断面智能掘进工法，突破了在富水软弱地层掘进超长距离、大直径井筒的关键技术和工艺难题，建立了超前探测、高效破岩与围岩控制、装备推进与支撑协同控制、连续排渣及安全防控工法体系；竖井“一钻完井”智能钻井工法，攻克西部复杂地层机械破岩效率低、井筒支护难、泥浆体系适配难、井壁设计与优化缺乏理论支撑等共性难题，建立了悬垂减压钻进、泥浆护壁、气举反循环排渣、井壁悬浮下沉和壁后充填固井等工艺技术体系，实现了大直径竖井全断面一次成井。
(5)结合煤矿智能化发展趋势，提出了智能化建井的基本原则、发展目标、当前主要工作和发展方向。要科学规划智能化建井顶层设计，加强基础理论体系研究；要创新智能化建井技术和工艺，加强装备研发与系统集成；要深度融合新一代通信技术与人工智能、工业物联网、智能装备等新基建，实现建井过程全面连接人、机、物、系统。
[1] 康红普，王国法，王双明,等.煤炭行业高质量发展研究[J].中国工程科学.2021,23(5):130-138.
KANG Hongpu,WANG Guofa,WANG Shuangming,et al.Research on high quality development of coal industry[J].China Engineering Science,2021,23 (5):130-138.
[2] 国家发改委能源研究所.2020年中国可再生能源报告[R].北京：发改委能源所，2020.
[3] 范京道，封华，宋朝阳，等.可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井关键技术与装备[J].煤炭学报，2022,47(1)：499-514.
FAN Jingdao,FENG Hua,SONG Zhaoyang,et al.Key technology and equipment of intelligent mine construction of whole mine mechanical rock breaking in Kekegai Coal Mine[J].Journal of China Coal Society,2022,47(1):499-514.
[4] 王国法，庞义辉，任怀伟.煤矿智能化开采模式与技术路径[J].采矿与岩层控制工程学报,2020,2(1)：013501-013515.
WANG Guofa，PANG Yihui，REN Huaiwei.Intelligent coal mining pattern and technological path[J].Journal of Mining and Strata Control Engineering,2020,2(1)：013501-013515.
[5] 范京道，闫振国，李川.基于5G技术的煤矿智能化开采关键技术探索[J].煤炭科学技术，2020,48 (7):92-97.
FAN Jingdao,YAN Zhenguo,LI Chuan.Exploration on intelligent coal mining key technology based on 5G technology[J].Coal Science and Technology,2020,48 (7):92-97.
[6] 范京道.煤矿智能化开采技术创新与发展[J].煤炭科学技术,2017,45(9):65-71.
FAN Jingdao.Innovation and development of intelligent mining technology in coal mine[J].Coal Science and Technology,2017,45(9):65-71.
[7] 丁明,栾振辉.钻井法凿井快速钻进系统[J].建井技术,2015，36(4):51-55.
DING Ming,LUAN Zhenhui.Rapid drilling system full of mine shaft sinking with mine shaft face[J].Drilling Method,2015,36(4):51-55.
[8] 郭行运，常向东.立井钻井法施工在陕西偷横矿区的可行生探讨[J].能源技术与管理,2015,40(4):150-154.
GUO Hangyun,CHANG Xiangdong.Discussion on the feasibility of vertical well drilling method in Xiaoheng Mining area,Shaanxi Province[J].Energy Technology and Management,2015,40(4):150-154.
[9] 马新平,刘伯.煤矿井下钻探装备和钻探施工技术发展与探索[J].煤炭与化工,2021,44(2)：55-58.
MA Xinping,LIU Bo.Development and exploration of underground coal mine drilling equipment and drilling construction technology[J].Coal and Chemical Industry,2021,44(2)：55-58.
[10] 王国法，刘峰，庞义辉，等．煤矿智能化-煤炭工业高质量发展的核心技术支撑[J]．煤炭学报，2019,44(2):349-357.
WANG Guofa,LIU Feng,PANG Yihui,et al．Coal mine intellectualization-the core technology of high quality development[J].Journal of China Coal Society,2019,44(2):349-357.
[11] 刘志强.矿井建设技术发展概况及展望[J].煤炭工程,2018,50(6):44-47.
LIU Zhiqiang.Over view and outlook on development of mine construction technologies[J].Coal Engineering,2018,50(6):44-47.
[12] 葛世荣，郝尚清，张世洪，等．我国智能化采煤技术现状及待突破关键技术[J]．煤炭科学技术，2020，48(7):28-46.
GE Shirong,HAO Shangqing,ZHANG Shihong,et al.Status of intelligent coal mining technology and potential key technologies in China[J]．Coal Science and Technology,2020,48(7):28-46.
[13] 王国法，刘峰，孟祥军，等.煤矿智能化(初级阶段)研究与实践[J].煤炭科学技术，2019,47(8):1-36.
WANC Guofa,LIU Feng,MENG Xiangjun,et al.Research and practice on intelligent coal mine construction(primary stage )[J].Coal Soience and Technology,2019,47(8):1-36.
[14] 王斌.西部地区煤矿建井问题探讨[J].建井技术,2014,35(1):49-52.
WANG Bin.Discussion on problems of mine construction in western China [J].Mine Construction Technology,2014,35(1):49-52.
[15] 李卉,李现春.西部地区软岩地层钻井法施工立井可行性论证[J].安徽理工大学学报,2012,32(S):74-77.
LI Hui，LI Xianchun.Feasibility study of shaft lining based on construction for shaft drilling in the doft rock strata[J].Journal of Anhui University of Science and Technology,2012,32(S):74-77.
[16] 谭杰,刘志强,宋朝阳,等.我国矿山竖井凿井技术现状与发展趋势[J].金属矿山,2021,539(5):13-25.
TAN Jie,LIU Zhiqiang，SONG Zhaoyang,et al.Status and development trend of mine shaft sinking technique in China[J].Metal Mine,2021,539(5):13-25.
[17] 王国法，杜毅博．煤矿智能化标准体系框架与建设思路[J].煤炭科学技术，2020，48(1):1-9.
WANG Guofa，DU Yibo．Coal mine intelligent standard system framework and construction ideas[J].Coal Science and Technology,2020,48(1):1-9.
[18] 范京道.智能化无人综采技术[M].北京：煤炭工业出版社，2017:1-10.
[19] 高旭彬,靳明智.井下快速掘进智能化控制系统的关键技术与技术难点探讨[J].智能矿山,2021,2(2):15-22.
GAO Xubin,JIN Mingzhi.Discussion on key technologies and technical difficulties of intelligent control system for underground fast driving[J].Intelligent Mine,2021,2(2):15-22.
[20] 刘志强.竖井掘进机凿井技术及装备研究[J].中国矿业,2017,26(5):137-141.
LlU Zhiqiang.Research on sinking technology and equipment of shaft boring machine[J].China Mining Magazine,2017,26(5):137-141.
[21] 刘志强，吴玉华，王从平，等.钻井法凿井“一钻成井”工艺[J].建井技术,2011,32(Z1):8-10.
LIU Zhiqiang,WU Yuhua,WANG Congping,et al.Drilling method a process of drilling a well[J].Mine Construction Technology,2011,32(Z1):8-10.
[22] 胡兴涛，朱涛，苏继敏，等.煤矿巷道智能化掘进感知关键技术[J].煤炭学报,2021,46(7):2123-2135.
HU Xingtao,ZHU Tao,SU Jimin,et al.Key technology of intelligentdrivage perception in coal mine roadway[J].Journal of China Coal Society,2021,46(7):2123-2135.
[23] 范京道,李川,闫振国.融合5G技术生态的智能煤矿总体架构及核心场景[J].煤炭学报,2020,45(6):1949-1958.
FAN Jingdao,LI Chuan,YAN Zhenguo.Overall architecture and core scenario of a smart coal mine in-corporating 5G technology ecology[J].Journal of China Coal Society,2020,45(6):1949-1958.
[24] 王虹，王步康，张小峰，等.煤矿智能快掘关键技术与工程实践[J].煤炭学报,2021,46(7):2068-2083.
WANG Hong,WANG Bukang,ZHANG Xiaofeng,et al.Key technology and engineering practice of intelligent rapid heading in coal mine[J].Journal of China Coal Society,2021,46(7):2068-2083.
[25] 李泉新，刘飞，方俊，等.我国煤矿井下智能化钻探技术装备发展与展望[J].煤田地质与勘探,2021,49(6):265-272.
LI Quanxin,LIU Fei,FANG Jun,et al.Development and prospect of intelligent drilling technology and equipment underground in coal mine in China[J].Coal Geology &Exploration,2021,49(6):265-272.
[26] 康红普,姜鹏飞,高富强，等.掘进工作面围岩稳定性分析及快速成巷技术途径[J].煤炭学报,2021,46(7):2023-2045.
KANG Hongpu，JIANG Pengfei，GAO Fuqiang,et al.Analysis on stability of rock surrounding heading faces and technical approaches for rapid heading[J].Journal of China Coal Society,2021,46(7):2023-2045.
[27] 蔡鑫,孙建荣,李文增,等.钻井法凿井废弃泥浆处理技术[J].建井技术,2011,32(Z1):75-76
CAI Xin，SUN Jianrong,LI Wenzeng,et al.Discussion of key technology based on drilling method sinking in the west construction[J].Mine Construction Technology,2011,32(Z1):75-76.
[28] 薛忠新，张德生，张思瑞.快速掘进智能化成套装备进展与实用案例[J].智能矿山,2021,2(2):32-35.
XUE Zhongxin,ZHANG Desheng,ZHANG Sirui.Progress and practical cases of intelligent equipment for rapid tunneling[J].Intelligent Mine,2021,2(2):32-35.
