煤炭是我国的主体能源,随着煤层开采深度的不断增加,采掘作业区所面临的自然灾害也更趋严重。掘进工作面作为井下煤炭生产中的首要环节,其复杂的施工特点与恶劣的工作环境造就了诸多的危险因素。在煤矿井下施工现场,传统的巷道掘进施工模式已经无法满足少人、无人化的开采需求,巷道开挖后的超前支护工序过度依赖于人工经验操作、耗时冗长,导致了“掘-支”关系失衡,严重制约了巷道快速掘进的智能化发展。因此,在国家能源科技创新“十三五”规划中明确提出了“煤矿智能化采掘技术与成套装备”的研究重点,从而满足煤矿井下综采与综掘工作面的安全性和高效性需求。本文聚焦于综掘巷道自移式超前支护机组关键技术:超前支护快速掘进配套技术、支架的姿态与初撑力控制方法、履带式支护车智能调动与纠偏控制。进行了掘支锚并行的快速掘进装备配套技术与工艺研究,分别提出了自移式临时支架的空间位姿调平控制方法与初撑力自适应调控方法,实现了受限巷道空间内履带式支护车的路径规划与纠偏运动控制,为无人综掘工作面的实现提供了理论依据与支撑。（1）对掘支锚并行的快速掘进装备配套技术与工艺进行研究。基于综掘巷道的复杂工况环境与传统的巷道掘进施工模式,进行了综掘工作面超前支护的技术需求与快速掘进的影响因素分析,提出了自移式超前支护机组及掘支锚并行的快速掘进施工技术原理。通过施工技术对比,完成了掘支锚并行快掘工艺的高效性验证;推导了巷道极限空顶距的理论计算公式,验证了掘支锚并行快掘工艺中超前支护的合理性,并建立了FLAC3D仿真试验模型,进行了掘支锚并行快掘工艺的围岩稳定性分析,为后续研究奠定了模型与技术基础。（2）提出了自移式临时支架的异步耦合调平控制方法,并进行了仿真研究。为确保自移式临时支架在非平整巷道环境中实现对煤巷顶板的有效接触支护,提出了异步耦合调平控制方法。基于自移式临时支架的液压动作特性,采用了逐最高点双向异步控制方法,并利用空间欧拉角法解算出立柱液压缸末端的输出位移;针对自移式临时支架在位姿调平过程中相邻立柱液压缸之间同步误差的权重失衡问题,采用了多缸驱动下的相邻交叉耦合控制结构,并构建了基于变权因子调节的同步控制器,实现相邻立柱液压缸之间的同步误差精度优化。随后建立了AMESim与Matllab/Simulink的联合仿真模型,进行了仿真试验分析。仿真结果表明:异步耦合调平控制方法可以使得立柱液压缸的之间的同步误差控制在±2mm以内,具有较高的控制精度,验证了控制算法的有效性,对工程实践具有一定的指导意义。（3）提出了基于模拟退火粒子群PID算法的自移式临时支架初撑力自适应调控方法,并进行了仿真研究。基于综掘迎头顶板的破裂特性和薄板力学理论,建立了巷道顶板的静力学模型;给出了巷道迎头支护的力学判据公式,并合理地确定了基于顶板状态维稳的超前支护初撑力的期望值。构建了立柱液压缸压力控制系统模型,并针对粒子群算法的局部极值问题进行模拟退火的全局优化,实现PID控制参数的实时最优值调节;建立了基于立柱液压缸腔内压力反馈的初撑力调控系统,并搭建了AMESim与Matlab/Simulink的联合仿真模型,验证了系统具有良好的动态响应特性,为实现巷道顶板的有效支护提供了理论支撑。（4）完成了受限巷道空间内履带式支护车的路径策略求解与航向纠偏控制。针对综掘巷道内复杂的施工环境特点,构建了二维平面栅格化的工况场景模型,并通过履带式支护车的航向参考影响度阈值完成了巷道模型的降维简化;基于履带式车辆的运动学理论,进行了履带式支护车在综掘巷道内的纠偏运动学与动力学模型分析。为实现履带式支护车施工路径的最优策略求解与行驶纠偏的精准控制,利用交叉变异操作进行了粒子群算法的在线优化,并提出了履带式支护车的路径规划与跟踪纠偏算法以及基于模糊神经网络PID的航向纠偏运动控制算法;通过算法性能的仿真试验以及控制算法的仿真对比,验证了本文所提出控制算法的可行性与优越性,为煤矿井下受限空间内履带式工程车辆的快速精准调动与智能纠偏控制提供了指导策略与理论基础。