巷道掘进是煤矿开采过程中的一道重要工序,掘进施工工艺的优化程度直接影响到工程的效率与质量,高效机械化掘进是保证矿井实现高产高效的必要条件,也是巷道掘进技术的发展方向。当掘进机截割到夹矸时,机体将会产生剧烈振动,如果不能及时减速或避让,截齿会产生剧烈磨损。采用有效的煤岩识别技术,使截割轨迹避开大块夹矸,是提高掘进效率的必要措施。因此本文对煤岩识别方法、截割轨迹规划、掘进机控制系统进行研究。采用解析法研究包含截齿、岩样与岩屑的封闭系统,建立截割过程中截齿与岩样接触面的热量传递模型,分析截割过程中岩样抗压强度与截割温度变化的关系。基于煤岩截割实验台与四块不同硬度岩样进行截割实验,利用红外热像仪获取整个截割过程红外图像;对红外图像进行处理与分析,获得截割过程的闪温特性值,通过分析截割过程中闪温特性值与抗压强度的关系,得出结论:不同力学性质岩样具有不同的闪温特性值,且闪温特性值与岩样抗压强度呈正相关,使用闪温特性值可以区分掘进机截割状态,并进行实验验证其有效性。建立包含随机位置及大小夹矸的栅格地图,对巷道断面地图进行预处理,设置栅格属性。基于生物激励神经网络,对断面地图中所有栅格赋予活性值,初步规划截割头运动轨迹;针对出现的复杂断面地图,利用浮动模板法辅助判断移动方向,使判定更加准确。仿真验证该方法能够在保证覆盖率基本超过95%的情况下,重复率平均值为10%左右,达到预期效果。对掘进机截割臂进行几何分析,获得驱动油缸伸缩量与栅格地图坐标的关系。对截割臂控制系统的硬件与软件进行研究,建立MATLAB、Win CC与PLC之间通讯方式,编写监控与控制界面、控制程序等;确定煤岩分布获取方法,搭建Simulink控制模型。系统由前一次截割过程的驱动油缸伸缩量与闪温特性值确定断面煤岩分布,导入轨迹规划程序获得后一次截割轨迹,并通过控制程序使截割头能够按照预期的轨迹移动。实验结果证明其可行性与准确性。该论文有图45幅,表6幅,参考文献105篇。