煤礦快速掘進技術影響因素探究

張映軒

（內蒙古自治區能源技術中心，內蒙古自治區 呼和浩特 010098）

隨著社會對能源需求的不斷增長，煤礦作為主要的能源采集源，煤礦快速掘進技術應運而生，以提升煤礦生產效率、降低成本、保障采煤安全為目標，成為煤礦生產領域的關鍵技術，然而其效果受到眾多因素的影響。因此，深入研究煤礦快速掘進技術的影響因素，制定相應的提升策略，對于實現煤礦行業的可持續發展，提高煤炭資源的采集效益具有重要意義。

1 快速掘進技術在提高煤礦生產效率中的作用

快速掘進技術作為煤礦行業的一項前沿技術，在提高煤礦生產效率方面發揮著至關重要的作用。其引入不僅降低了生產成本、提高了產量，還在安全性方面具有重要意義，這一技術通過縮短掘進周期、提高采煤速度、增加單次開采量等方面的優勢，為煤礦行業的可持續發展注入了積極的推動力。首先，快速掘進技術通過縮短掘進周期，有效提高了生產效率。傳統的掘進方法通常需要較長的周期完成一次采煤工作，而快速掘進技術采用了更加高效的工藝流程，使得掘進的時間明顯減少，這不僅意味著更短的生產周期，也使得煤礦能夠更迅速地應對市場需求的波動，提高了市場敏捷性[1]。其次，通過提高采煤速度，快速掘進技術有效增加了每個周期內的煤炭產量。相較于傳統的采煤方式，快速掘進技術能夠更高效地完成煤炭的開采工作，從而在相同時間內獲得更多的煤炭資源，這不僅有助于滿足市場對煤炭的需求，也提升了企業的盈利水平。

另外，快速掘進技術在增加單次開采量方面表現出色，通過優化設備和工藝，實現更大規模的開采，每次掘進能夠獲取更多的煤炭資源，這種規模化的開采不僅提高了煤礦的產能，還能降低單位產量的生產成本，對于提升整體經濟效益具有顯著的作用。

2 煤礦快速掘進技術影響因素

2.1 設備因素影響

在快速掘進技術中，設備因素是決定技術應用效果的基礎。掘進機械的性能和質量直接關系到整個技術鏈的順暢運行。盡管我國在煤礦掘進技術領域取得了一定進步，但在設備方面與發達國家相比，還存在穩定性、自動化水平、適應性等方面的差距。設備的高穩定性是保障掘進效率的關鍵，頻繁的故障會導致生產中斷、維修成本上升，甚至引發嚴重的安全事故。為了提高快速掘進技術的效率，必須加大資金投入，致力于研發和引進更先進、更可靠的掘進設備，與企業、研究機構合作，推動技術創新，提升設備的整體性能，通過引入智能化、自動化等技術，可以降低對人力的依賴，提高設備的操作穩定性和安全性，從而為煤礦掘進提速提供更為可靠的技術支持[2]。

2.2 系統因素影響

快速掘進技術不僅僅依賴于設備本身，還與多個環節和系統的協同作業密切相關。掘進系統的完善性和智能化程度直接關系到整個技術鏈的高效運作。高效的數據管理系統是實現實時監控的關鍵，它能夠幫助運營人員隨時了解掘進過程，及時發現并解決潛在問題，從而保障生產的連續性。在系統因素中，煤礦生產通常涉及多個工藝環節，如采煤、運輸、支護等，這些環節的協同作業對整體效益至關重要。只有各個環節協調配合，數據共享，才能實現生產過程的最優化。因此，為了推動快速掘進技術的應用，必須加強不同工藝之間的銜接，提高系統的整體協同性，從而最大程度地釋放技術潛力，提高生產效率。

2.3 環境因素影響

在煤礦快速掘進過程中，必須采取具體措施應對復雜地質條件和開采深度增加帶來的環境影響。首先，針對復雜地質構造區域，需要采用先進的地質預測技術和三維地質建模方法，提高對地層分布和斷裂帶的預測與判斷能力，據此選擇合適的機械化掘進設備與參數。其次，隨著開采深度的增加，對機械設備的適應性能提出了更高要求。需要選擇具備強大動力系統與控制功能的高端掘進設備，并針對高溫、高壓與高濃度瓦斯的環境下進行重點防護與監控。另外，強化通風系統建設，確保新風流量滿足生產需要。最后，根據環境條件變化實時調整掘進參數，嚴防爆炸、火災等安全事故發生。只有針對深部煤層開采的特殊環境要求采取定制化的綜合應對措施，才能保證快速掘進的安全性與效率。

2.4 人力因素影響

在任何技術應用中，人都是最核心、最關鍵的因素。操作人員的素質和技能對于快速掘進技術的應用同樣至關重要。如果操作人員沒有經過專業培訓或技能不足，不僅會影響掘進效率，還可能引發安全事故。因此，必須加強對操作人員的培訓和教育，提高他們的技能水平和安全意識。

此外，建立健全的管理制度和人員激勵機制也是必要的措施，通過科學的管理和激勵措施，可以充分調動員工的積極性和創造力，進一步提高快速掘進技術的效率和安全性。

3 提升煤礦快速掘進技術應用效果的策略

3.1 嚴格遵守施工原則

在煤礦快速掘進技術的應用過程中，遵守嚴格的施工原則是確保技術效果的關鍵。首先，制定詳細的施工規范至關重要，這涉及明確掘進過程中的操作步驟和注意事項，以確保所有作業人員都能按照標準程序進行操作，通過規范操作流程，可以有效降低人為失誤的概率，提高整體作業的穩定性和可控性。對于設備操作，必須制定明確的操作規程，包括設備的啟動、運行和停止等各個環節。操作人員需要接受專業培訓，熟悉設備的性能和操作要求，并嚴格按照規程進行操作。任何時候都不得隨意更改參數或違反安全規定，以確保操作的安全性和穩定性[3]。此外，巷道布局的科學規劃也是施工過程中的一個重要方面。確保通風、運輸等設施的布局合理，以滿足安全生產的要求，通過科學規劃，可以最大限度地提高巷道的可通行性和作業效率，降低事故發生的概率。在材料的選擇和使用方面同樣要遵循一定的原則。應選用質量可靠、符合工程要求的材料，嚴禁使用劣質材料，對于材料的管理和存儲，也需制定相應的規范，確保材料的質量和安全。

3.2 進行地質勘驗

在煤礦快速掘進技術的應用中，進行地質勘驗是至關重要的環節。地質勘驗的主要目的是了解和掌握掘進區域的地質條件，包括地層結構、煤層厚度、巖性特征等，通過地質勘驗，可以獲取詳細的地質數據，為制定適應不同地層的掘進方案提供科學依據。在進行地質勘驗時，需要采用先進的勘探技術和設備，以確保勘驗結果的準確性和可靠性。可以運用鉆探、物探等方法進行地層勘探，收集地層信息，分析地層特征和變化規律，這些數據有助于建立煤層模型，為后續的掘進工作提供可靠的參考依據。同時，地質勘驗還需要結合礦井已有的地質資料和數據進行綜合分析，通過對歷史數據的研究，可以更好地了解整個掘進區域的地質情況，包括可能存在的地質問題和潛在風險，這種全面的地質信息收集和分析有助于制定更加科學、可行的掘進方案，并提前識別和解決可能出現的地質挑戰，通過地質勘驗，可以提前發現地質問題或潛在風險，如斷層、破碎帶等。針對這些問題或風險，可以及時調整掘進方案或采取相應的應對措施，避免在實際掘進過程中出現意外情況或事故。

3.3 合理使用爆破技術

在煤礦快速掘進技術中，合理使用爆破技術是提高效率的關鍵環節，通過科學合理地使用爆破技術，可以降低巖石硬度，減輕設備負擔，提高掘進效率。在實施爆破前，需要進行精確的設計和計算，包括炮眼布置、爆破參數的選擇等。要根據地質資料和掘進設備的實際情況，選擇合適的炸藥和起爆器材，確保爆破效果和安全性。為了實現合理的爆破，需要充分了解地質條件和巖石性質，通過分析地層的走向、傾角、巖石的物理性質等因素，制定出適合的爆破方案。同時，還要考慮巷道的斷面尺寸、掘進深度等因素，確保爆破作業能夠滿足掘進的要求。在實施爆破時，要嚴格遵守安全規程，采取必要的防護措施，確保作業人員的安全。同時，要加強設備的維護和保養，確保設備的正常運行和使用效果，通過合理的爆破設計和操作，可以顯著提高掘進效率，降低生產成本，為煤礦的安全生產和經濟效益提供有力保障。

3.4 應用高效支護技術

在煤礦快速掘進過程中，如何選擇和應用高效的支護技術是保證掘進安全和穩定性的關鍵。合理應用注漿、錨桿、錨索等各種高效支護手段，可以有效控制巷道變形，提供足夠的承載能力，減少地層和支護結構的變形風險。高效支護技術的選擇和設計需要考量具體的地質條件和掘進設備情況。根據煤層巖性、斷裂帶分布、地下水等地質因素，需要選擇合適的支護材料與方案。軟弱煤層需要選用高強度的玻璃鋼錨桿；大斷面巷道可以使用錨索網架支護。同時，還要考慮斷面形狀、掘進深度、機械條件等因素，制定針對性的支護結構，確保支護系統能提供足夠的強度和剛度，控制圍巖變形。除正確選擇和設計支護體系外，加強支護效果的監測和維護也至關重要[4]。一方面，需要對巷道的位移、斷面變化進行監測，通過分析監測結果，可以及時發現和處理變形異常，控制變形風險。另一方面，需要定期檢查錨桿、錨索等支護結構的工作狀態，及時補充和更換損壞部件，確保支護系統的完整性與功能，只有做到實時監測與維護兼顧，才能持續確保支護效果，保證掘進的安全性。

3.5 改進掘進工藝

在煤礦快速掘進技術的應用中，改進掘進工藝是提高效率的重要手段。隨著科學技術的不斷進步，新型掘進設備和技術的研發也不斷涌現，為煤礦行業帶來了新的發展機遇。為了實現快速掘進的目標，煤礦企業需要根據自身實際情況，不斷引進和采用先進的掘進工藝和技術手段[5]。針對不同地質條件和設備特點，掘進工藝的改進需要從多個方面入手。首先，要優化掘進機的切割頭設計和切割方式，提高切割效率，減少切割阻力。其次，引入智能化控制系統，實現掘進機的自動化控制和監測，提高掘進作業的穩定性和可靠性。此外，加強設備的維護和保養，通過定期檢查、維護和保養掘進設備，確保設備的正常運行和使用效果。改進掘進工藝不僅能夠有效提高掘進效率，降低能耗和生產成本，還有助于減少設備磨損和故障發生率，延長設備使用壽命。

3.6 優化掘進巷道輔助運輸

在煤礦掘進中，輔助運輸是保障生產效率的重要環節。優化掘進巷道輔助運輸對于提高運輸效率、降低運輸成本和保障安全生產具有重要意義。首先，合理配置輔助運輸設備是關鍵。根據巷道的尺寸和運輸需求，選擇適合的運輸設備，如輸送帶、軌道運輸車、無軌膠輪車等。同時，需要考慮設備的承載能力、運輸效率和可靠性，以確保能夠滿足生產需求。其次，優化運輸路徑也是提高運輸效率的重要措施，通過合理規劃運輸路徑，減少運輸距離和時間，降低運輸成本。優化路徑需要考慮巷道的布局、采掘進度和物料需求等因素，以實現高效、可靠的運輸。此外，引入智能化技術也是優化輔助運輸的有效手段，通過自動化駕駛、智能調度等技術手段，可以實現運輸設備的遠程控制和自動化運行，這不僅能夠提高運輸效率，還能減少人為操作失誤和事故風險。最后，加強維護保養也是保障輔助運輸穩定性的重要措施，定期對輔助運輸設備進行檢查和維護，確保設備的正常運行和使用效果，同時還需要建立完善的維護保養制度，加強設備管理，提高設備的可靠性和使用壽命。

3.7 提升施工人員素質

為了提升技術應用效果，必須加強對施工人員的培訓和管理，提高他們的專業素質和技術水平。首先，要建立健全的培訓機制，定期對施工人員進行技能培訓和安全教育，通過培訓，使施工人員熟練掌握掘進設備的操作技能，了解掘進工藝的要求和標準，提高對安全風險的認知和處理能力。同時，要加強團隊協作能力的培養，使施工人員之間能夠密切配合，協同完成掘進任務。其次，要實施嚴格的考核和激勵機制。對施工人員進行定期考核，評估他們的技能水平和安全意識，激勵優秀員工發揮更大的作用。同時，對于不符合要求的施工人員要及時進行調整和改進，確保整個施工隊伍的素質和能力得到提升。最后，要注重培養施工人員的責任心和職業道德，通過加強思想教育和工作交流，使施工人員充分認識到自身工作的重要性和責任，培養他們嚴謹的工作態度和良好的職業道德風尚。

4 結束語

本文通過深入研究煤礦快速掘進技術的影響因素，并提出相應的提升策略，旨在有助于在煤礦生產中更加科學、高效地應用這一關鍵技術。只有全面考慮設備、系統、環境和人力等多方面因素，精心制定科學合理的施工方案，才能夠實現煤礦生產效率的持續提升，通過優化設備性能，完善掘進系統，適應復雜礦山環境，加強人才培訓等綜合策略，煤礦快速掘進技術將更好地發揮其潛力，為煤礦行業的可持續發展注入新動力。