煤矿井下自动化钻机、随钻参数监测系统和矿用旋转导向系统等技术装备的研发为煤矿智能化建设起到积极推动作用，但还需要在高性能防爆元器件、基础材料、关键核心技术等方面开展持续攻关，推动多学科交叉融合，不断提升井下钻探装备的智能化水平、地层适应性和集成控制能力，破解制约煤矿智能化钻探技术装备研发与应用的难题。

　　制约因素主要包括以下方面：

　　1)钻机智能化水平仍然较低

       自动化钻机的研发应用在一定程度上减轻了工人劳动强度、实现了减人增效，但施工过程中还需要人为辅助，钻机智能化水平仍然较低，

　　主要表现为：

　　在设计方面，煤矿井下环境对智能化钻机的防爆设计有严格要求，当前防爆设计理论框架严重束缚着智能化钻机设计。目前可供选择的防爆型元器件有限、品种和规格单一，同时由于缺乏实用的数据和先进的人工智能算法作为支撑，导致钻机机械结构与控制系统之间的协调性差，难以完成某些复杂的机械动作。在钻进工况和钻场环境智能感知、钻机精确定位导航、钻杆装卸自适应跟踪调整、基于钻进参数反馈的自适应钻进等方面研究还存在不足。

　　在操作方面，主要通过对钻机及孔底传感器采集的参数进行分析并指导施工，钻进工艺参数调整仍然以人工操作为主，依赖于人工经验，针对异常工况识别、预警和处理质量难以保证。有学者提出通过采集钻机运行参数，建立精确的目标函数，采用神经网络算法进行钻进参数的优化控制，进而实现钻压、钻速和回转压力自适应优化调控，然而井下钻探是个非线性、不确定的过程，当前基于算法优化的自适应控制钻进大多是建立在匮乏的数据基础上，数据的可靠性和实效性也难以保证，因此目前主要以理论研究为主，指导实际生产能力不足。

　　在推广应用方面，由于我国煤层地质条件、开采地质条件差异大，不同钻进工艺需要配套不同的钻机和钻具组合，难以通过现有的几款自动化钻机解决所有工程难题，同时还应该看出，当前自动化钻机针对复杂地层适应性弱，钻进效率和钻孔质量难以得到有效保证。其次，钻进过程中反馈的钻进工艺参数的微小变化可能就是钻孔事故的先兆，但当前自动钻进状态下对负载突变的响应不及时，钻进工艺参数调整滞后，易引发孔内事故，需根据瓦斯、水害、冲击地压等灾害类型和含煤地层精细探查要求，针对性开发智能化钻机，选择成孔工艺技术及配套钻具，进一步提高钻机的适用性和实用性。

　　2)随钻探测数据类型少、实效性低

　　当前在随钻探测数据获取、实时传输、数据融合、数据利用方面仍有待突破。

　　在数据获取方面，随钻探测技术对复杂地质特征的响应速度慢，源头获取数据质量难以保证，所采集的数据类型结构单一。目前主要利用钻孔轨迹参数获取工作面点、线等基础数据，并结合孔口返渣辅助识别煤岩界面，识别精度有限，同时由于井下钻探数据的空间密度有限，容易存在“一孔之见”。

　　在数据传输方面，当前阶段，随钻无线传输技术数据传输速率低、容量小、受干扰因素多;随钻有线传输技术数据传输必须借助专用钻杆，应用形式受限，难以满足井下智能化钻探对数据高速、大容量传输的需要。

　　在数据融合方面，透明工作面构建所需的数据大多来源于钻探、物探和揭露信息，包括各类结构化或非结构化数据，数据之间的冲突和深度挖掘是必须要解决的关键问题。

　　在数据利用方面，在钻探过程中积累的形态各异的数据，包括结构化及非结构化数据，由于钻孔数据的采集方式、产生周期不同，导致数据可管理性差、数据利用率低。

　　3)多系统集成控制难

　　煤矿井下智能化钻探是涉及多系统集成的复杂工程，需要协同配合完成，包括自动化钻机、泥浆泵、精准导向系统、随钻参数监测系统、钻杆等诸多设备，包含开孔、下套管、钻进、清渣、起下钻等复杂工艺流程。但现阶段智能化钻探装备主要集中在单个系统产品的研发，辅助工序配套装备自动化、智能化程度低，各系统控制分散，同时缺乏高效的协同控制策略，难以实现钻探装备的集成管理和协同控制，清渣、搬运、配套设备拆卸等工艺流程还需要人工辅助完成，远达不到“无人化”作业的目标，这成为制约煤矿井下智能化钻探技术装备发展的关键因素之一。

参考文献：《我国煤矿井下智能化钻探技术装备发展与展望》