煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)影響因素探究

張映軒

（內(nèi)蒙古自治區(qū)能源技術(shù)中心，內(nèi)蒙古自治區(qū) 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(jìn)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，以提升煤礦生產(chǎn)效率、降低成本、保障采煤安全為目標(biāo)，成為煤礦生產(chǎn)領(lǐng)域的關(guān)鍵技術(shù)，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(jìn)技術(shù)的影響因素，制定相應(yīng)的提升策略，對于實(shí)現(xiàn)煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，提高煤炭資源的采集效益具有重要意義。

1 快速掘進(jìn)技術(shù)在提高煤礦生產(chǎn)效率中的作用

快速掘進(jìn)技術(shù)作為煤礦行業(yè)的一項前沿技術(shù)，在提高煤礦生產(chǎn)效率方面發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。其引入不僅降低了生產(chǎn)成本、提高了產(chǎn)量，還在安全性方面具有重要意義，這一技術(shù)通過縮短掘進(jìn)周期、提高采煤速度、增加單次開采量等方面的優(yōu)勢，為煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入了積極的推動力。首先，快速掘進(jìn)技術(shù)通過縮短掘進(jìn)周期，有效提高了生產(chǎn)效率。傳統(tǒng)的掘進(jìn)方法通常需要較長的周期完成一次采煤工作，而快速掘進(jìn)技術(shù)采用了更加高效的工藝流程，使得掘進(jìn)的時間明顯減少，這不僅意味著更短的生產(chǎn)周期，也使得煤礦能夠更迅速地應(yīng)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(jìn)技術(shù)有效增加了每個周期內(nèi)的煤炭產(chǎn)量。相較于傳統(tǒng)的采煤方式，快速掘進(jìn)技術(shù)能夠更高效地完成煤炭的開采工作，從而在相同時間內(nèi)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(yè)的盈利水平。

另外，快速掘進(jìn)技術(shù)在增加單次開采量方面表現(xiàn)出色，通過優(yōu)化設(shè)備和工藝，實(shí)現(xiàn)更大規(guī)模的開采，每次掘進(jìn)能夠獲取更多的煤炭資源，這種規(guī)模化的開采不僅提高了煤礦的產(chǎn)能，還能降低單位產(chǎn)量的生產(chǎn)成本，對于提升整體經(jīng)濟(jì)效益具有顯著的作用。

2 煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)影響因素

2.1 設(shè)備因素影響

在快速掘進(jìn)技術(shù)中，設(shè)備因素是決定技術(shù)應(yīng)用效果的基礎(chǔ)。掘進(jìn)機(jī)械的性能和質(zhì)量直接關(guān)系到整個技術(shù)鏈的順暢運(yùn)行。盡管我國在煤礦掘進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域取得了一定進(jìn)步，但在設(shè)備方面與發(fā)達(dá)國家相比，還存在穩(wěn)定性、自動化水平、適應(yīng)性等方面的差距。設(shè)備的高穩(wěn)定性是保障掘進(jìn)效率的關(guān)鍵，頻繁的故障會導(dǎo)致生產(chǎn)中斷、維修成本上升，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。為了提高快速掘進(jìn)技術(shù)的效率，必須加大資金投入，致力于研發(fā)和引進(jìn)更先進(jìn)、更可靠的掘進(jìn)設(shè)備，與企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)合作，推動技術(shù)創(chuàng)新，提升設(shè)備的整體性能，通過引入智能化、自動化等技術(shù)，可以降低對人力的依賴，提高設(shè)備的操作穩(wěn)定性和安全性，從而為煤礦掘進(jìn)提速提供更為可靠的技術(shù)支持[2]。

2.2 系統(tǒng)因素影響

快速掘進(jìn)技術(shù)不僅僅依賴于設(shè)備本身，還與多個環(huán)節(jié)和系統(tǒng)的協(xié)同作業(yè)密切相關(guān)。掘進(jìn)系統(tǒng)的完善性和智能化程度直接關(guān)系到整個技術(shù)鏈的高效運(yùn)作。高效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控的關(guān)鍵，它能夠幫助運(yùn)營人員隨時了解掘進(jìn)過程，及時發(fā)現(xiàn)并解決潛在問題，從而保障生產(chǎn)的連續(xù)性。在系統(tǒng)因素中，煤礦生產(chǎn)通常涉及多個工藝環(huán)節(jié)，如采煤、運(yùn)輸、支護(hù)等，這些環(huán)節(jié)的協(xié)同作業(yè)對整體效益至關(guān)重要。只有各個環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配合，數(shù)據(jù)共享，才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的最優(yōu)化。因此，為了推動快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，必須加強(qiáng)不同工藝之間的銜接，提高系統(tǒng)的整體協(xié)同性，從而最大程度地釋放技術(shù)潛力，提高生產(chǎn)效率。

2.3 環(huán)境因素影響

在煤礦快速掘進(jìn)過程中，必須采取具體措施應(yīng)對復(fù)雜地質(zhì)條件和開采深度增加帶來的環(huán)境影響。首先，針對復(fù)雜地質(zhì)構(gòu)造區(qū)域，需要采用先進(jìn)的地質(zhì)預(yù)測技術(shù)和三維地質(zhì)建模方法，提高對地層分布和斷裂帶的預(yù)測與判斷能力，據(jù)此選擇合適的機(jī)械化掘進(jìn)設(shè)備與參數(shù)。其次，隨著開采深度的增加，對機(jī)械設(shè)備的適應(yīng)性能提出了更高要求。需要選擇具備強(qiáng)大動力系統(tǒng)與控制功能的高端掘進(jìn)設(shè)備，并針對高溫、高壓與高濃度瓦斯的環(huán)境下進(jìn)行重點(diǎn)防護(hù)與監(jiān)控。另外，強(qiáng)化通風(fēng)系統(tǒng)建設(shè)，確保新風(fēng)流量滿足生產(chǎn)需要。最后，根據(jù)環(huán)境條件變化實(shí)時調(diào)整掘進(jìn)參數(shù)，嚴(yán)防爆炸、火災(zāi)等安全事故發(fā)生。只有針對深部煤層開采的特殊環(huán)境要求采取定制化的綜合應(yīng)對措施，才能保證快速掘進(jìn)的安全性與效率。

2.4 人力因素影響

在任何技術(shù)應(yīng)用中，人都是最核心、最關(guān)鍵的因素。操作人員的素質(zhì)和技能對于快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用同樣至關(guān)重要。如果操作人員沒有經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)或技能不足，不僅會影響掘進(jìn)效率，還可能引發(fā)安全事故。因此，必須加強(qiáng)對操作人員的培訓(xùn)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(jī)制也是必要的措施，通過科學(xué)的管理和激勵措施，可以充分調(diào)動員工的積極性和創(chuàng)造力，進(jìn)一步提高快速掘進(jìn)技術(shù)的效率和安全性。

3 提升煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)應(yīng)用效果的策略

3.1 嚴(yán)格遵守施工原則

在煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用過程中，遵守嚴(yán)格的施工原則是確保技術(shù)效果的關(guān)鍵。首先，制定詳細(xì)的施工規(guī)范至關(guān)重要，這涉及明確掘進(jìn)過程中的操作步驟和注意事項，以確保所有作業(yè)人員都能按照標(biāo)準(zhǔn)程序進(jìn)行操作，通過規(guī)范操作流程，可以有效降低人為失誤的概率，提高整體作業(yè)的穩(wěn)定性和可控性。對于設(shè)備操作，必須制定明確的操作規(guī)程，包括設(shè)備的啟動、運(yùn)行和停止等各個環(huán)節(jié)。操作人員需要接受專業(yè)培訓(xùn)，熟悉設(shè)備的性能和操作要求，并嚴(yán)格按照規(guī)程進(jìn)行操作。任何時候都不得隨意更改參數(shù)或違反安全規(guī)定，以確保操作的安全性和穩(wěn)定性[3]。此外，巷道布局的科學(xué)規(guī)劃也是施工過程中的一個重要方面。確保通風(fēng)、運(yùn)輸?shù)仍O(shè)施的布局合理，以滿足安全生產(chǎn)的要求，通過科學(xué)規(guī)劃，可以最大限度地提高巷道的可通行性和作業(yè)效率，降低事故發(fā)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(yīng)選用質(zhì)量可靠、符合工程要求的材料，嚴(yán)禁使用劣質(zhì)材料，對于材料的管理和存儲，也需制定相應(yīng)的規(guī)范，確保材料的質(zhì)量和安全。

3.2 進(jìn)行地質(zhì)勘驗

在煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用中，進(jìn)行地質(zhì)勘驗是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。地質(zhì)勘驗的主要目的是了解和掌握掘進(jìn)區(qū)域的地質(zhì)條件，包括地層結(jié)構(gòu)、煤層厚度、巖性特征等，通過地質(zhì)勘驗，可以獲取詳細(xì)的地質(zhì)數(shù)據(jù)，為制定適應(yīng)不同地層的掘進(jìn)方案提供科學(xué)依據(jù)。在進(jìn)行地質(zhì)勘驗時，需要采用先進(jìn)的勘探技術(shù)和設(shè)備，以確?？彬灲Y(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。可以運(yùn)用鉆探、物探等方法進(jìn)行地層勘探，收集地層信息，分析地層特征和變化規(guī)律，這些數(shù)據(jù)有助于建立煤層模型，為后續(xù)的掘進(jìn)工作提供可靠的參考依據(jù)。同時，地質(zhì)勘驗還需要結(jié)合礦井已有的地質(zhì)資料和數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，通過對歷史數(shù)據(jù)的研究，可以更好地了解整個掘進(jìn)區(qū)域的地質(zhì)情況，包括可能存在的地質(zhì)問題和潛在風(fēng)險，這種全面的地質(zhì)信息收集和分析有助于制定更加科學(xué)、可行的掘進(jìn)方案，并提前識別和解決可能出現(xiàn)的地質(zhì)挑戰(zhàn)，通過地質(zhì)勘驗，可以提前發(fā)現(xiàn)地質(zhì)問題或潛在風(fēng)險，如斷層、破碎帶等。針對這些問題或風(fēng)險，可以及時調(diào)整掘進(jìn)方案或采取相應(yīng)的應(yīng)對措施，避免在實(shí)際掘進(jìn)過程中出現(xiàn)意外情況或事故。

3.3 合理使用爆破技術(shù)

在煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)中，合理使用爆破技術(shù)是提高效率的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通過科學(xué)合理地使用爆破技術(shù)，可以降低巖石硬度，減輕設(shè)備負(fù)擔(dān)，提高掘進(jìn)效率。在實(shí)施爆破前，需要進(jìn)行精確的設(shè)計和計算，包括炮眼布置、爆破參數(shù)的選擇等。要根據(jù)地質(zhì)資料和掘進(jìn)設(shè)備的實(shí)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(shí)現(xiàn)合理的爆破，需要充分了解地質(zhì)條件和巖石性質(zhì)，通過分析地層的走向、傾角、巖石的物理性質(zhì)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(jìn)深度等因素，確保爆破作業(yè)能夠滿足掘進(jìn)的要求。在實(shí)施爆破時，要嚴(yán)格遵守安全規(guī)程，采取必要的防護(hù)措施，確保作業(yè)人員的安全。同時，要加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用效果，通過合理的爆破設(shè)計和操作，可以顯著提高掘進(jìn)效率，降低生產(chǎn)成本，為煤礦的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)效益提供有力保障。

3.4 應(yīng)用高效支護(hù)技術(shù)

在煤礦快速掘進(jìn)過程中，如何選擇和應(yīng)用高效的支護(hù)技術(shù)是保證掘進(jìn)安全和穩(wěn)定性的關(guān)鍵。合理應(yīng)用注漿、錨桿、錨索等各種高效支護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)的變形風(fēng)險。高效支護(hù)技術(shù)的選擇和設(shè)計需要考量具體的地質(zhì)條件和掘進(jìn)設(shè)備情況。根據(jù)煤層巖性、斷裂帶分布、地下水等地質(zhì)因素，需要選擇合適的支護(hù)材料與方案。軟弱煤層需要選用高強(qiáng)度的玻璃鋼錨桿；大斷面巷道可以使用錨索網(wǎng)架支護(hù)。同時，還要考慮斷面形狀、掘進(jìn)深度、機(jī)械條件等因素，制定針對性的支護(hù)結(jié)構(gòu)，確保支護(hù)系統(tǒng)能提供足夠的強(qiáng)度和剛度，控制圍巖變形。除正確選擇和設(shè)計支護(hù)體系外，加強(qiáng)支護(hù)效果的監(jiān)測和維護(hù)也至關(guān)重要[4]。一方面，需要對巷道的位移、斷面變化進(jìn)行監(jiān)測，通過分析監(jiān)測結(jié)果，可以及時發(fā)現(xiàn)和處理變形異常，控制變形風(fēng)險。另一方面，需要定期檢查錨桿、錨索等支護(hù)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，及時補(bǔ)充和更換損壞部件，確保支護(hù)系統(tǒng)的完整性與功能，只有做到實(shí)時監(jiān)測與維護(hù)兼顧，才能持續(xù)確保支護(hù)效果，保證掘進(jìn)的安全性。

3.5 改進(jìn)掘進(jìn)工藝

在煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用中，改進(jìn)掘進(jìn)工藝是提高效率的重要手段。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，新型掘進(jìn)設(shè)備和技術(shù)的研發(fā)也不斷涌現(xiàn)，為煤礦行業(yè)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇。為了實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的目標(biāo)，煤礦企業(yè)需要根據(jù)自身實(shí)際情況，不斷引進(jìn)和采用先進(jìn)的掘進(jìn)工藝和技術(shù)手段[5]。針對不同地質(zhì)條件和設(shè)備特點(diǎn)，掘進(jìn)工藝的改進(jìn)需要從多個方面入手。首先，要優(yōu)化掘進(jìn)機(jī)的切割頭設(shè)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(tǒng)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)的自動化控制和監(jiān)測，提高掘進(jìn)作業(yè)的穩(wěn)定性和可靠性。此外，加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，通過定期檢查、維護(hù)和保養(yǎng)掘進(jìn)設(shè)備，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用效果。改進(jìn)掘進(jìn)工藝不僅能夠有效提高掘進(jìn)效率，降低能耗和生產(chǎn)成本，還有助于減少設(shè)備磨損和故障發(fā)生率，延長設(shè)備使用壽命。

3.6 優(yōu)化掘進(jìn)巷道輔助運(yùn)輸

在煤礦掘進(jìn)中，輔助運(yùn)輸是保障生產(chǎn)效率的重要環(huán)節(jié)。優(yōu)化掘進(jìn)巷道輔助運(yùn)輸對于提高運(yùn)輸效率、降低運(yùn)輸成本和保障安全生產(chǎn)具有重要意義。首先，合理配置輔助運(yùn)輸設(shè)備是關(guān)鍵。根據(jù)巷道的尺寸和運(yùn)輸需求，選擇適合的運(yùn)輸設(shè)備，如輸送帶、軌道運(yùn)輸車、無軌膠輪車等。同時，需要考慮設(shè)備的承載能力、運(yùn)輸效率和可靠性，以確保能夠滿足生產(chǎn)需求。其次，優(yōu)化運(yùn)輸路徑也是提高運(yùn)輸效率的重要措施，通過合理規(guī)劃運(yùn)輸路徑，減少運(yùn)輸距離和時間，降低運(yùn)輸成本。優(yōu)化路徑需要考慮巷道的布局、采掘進(jìn)度和物料需求等因素，以實(shí)現(xiàn)高效、可靠的運(yùn)輸。此外，引入智能化技術(shù)也是優(yōu)化輔助運(yùn)輸?shù)挠行侄?，通過自動化駕駛、智能調(diào)度等技術(shù)手段，可以實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸設(shè)備的遠(yuǎn)程控制和自動化運(yùn)行，這不僅能夠提高運(yùn)輸效率，還能減少人為操作失誤和事故風(fēng)險。最后，加強(qiáng)維護(hù)保養(yǎng)也是保障輔助運(yùn)輸穩(wěn)定性的重要措施，定期對輔助運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行檢查和維護(hù)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行和使用效果，同時還需要建立完善的維護(hù)保養(yǎng)制度，加強(qiáng)設(shè)備管理，提高設(shè)備的可靠性和使用壽命。

3.7 提升施工人員素質(zhì)

為了提升技術(shù)應(yīng)用效果，必須加強(qiáng)對施工人員的培訓(xùn)和管理，提高他們的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)水平。首先，要建立健全的培訓(xùn)機(jī)制，定期對施工人員進(jìn)行技能培訓(xùn)和安全教育，通過培訓(xùn)，使施工人員熟練掌握掘進(jìn)設(shè)備的操作技能，了解掘進(jìn)工藝的要求和標(biāo)準(zhǔn)，提高對安全風(fēng)險的認(rèn)知和處理能力。同時，要加強(qiáng)團(tuán)隊協(xié)作能力的培養(yǎng)，使施工人員之間能夠密切配合，協(xié)同完成掘進(jìn)任務(wù)。其次，要實(shí)施嚴(yán)格的考核和激勵機(jī)制。對施工人員進(jìn)行定期考核，評估他們的技能水平和安全意識，激勵優(yōu)秀員工發(fā)揮更大的作用。同時，對于不符合要求的施工人員要及時進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，確保整個施工隊伍的素質(zhì)和能力得到提升。最后，要注重培養(yǎng)施工人員的責(zé)任心和職業(yè)道德，通過加強(qiáng)思想教育和工作交流，使施工人員充分認(rèn)識到自身工作的重要性和責(zé)任，培養(yǎng)他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和良好的職業(yè)道德風(fēng)尚。

4 結(jié)束語

本文通過深入研究煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)的影響因素，并提出相應(yīng)的提升策略，旨在有助于在煤礦生產(chǎn)中更加科學(xué)、高效地應(yīng)用這一關(guān)鍵技術(shù)。只有全面考慮設(shè)備、系統(tǒng)、環(huán)境和人力等多方面因素，精心制定科學(xué)合理的施工方案，才能夠?qū)崿F(xiàn)煤礦生產(chǎn)效率的持續(xù)提升，通過優(yōu)化設(shè)備性能，完善掘進(jìn)系統(tǒng)，適應(yīng)復(fù)雜礦山環(huán)境，加強(qiáng)人才培訓(xùn)等綜合策略，煤礦快速掘進(jìn)技術(shù)將更好地發(fā)揮其潛力，為煤礦行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展注入新動力。