快速掘进技术在矿山开采中的应用分析

李爽

摘要：矿山开采过程中，当前机械化程度提高，掘进技术也进一步革新优化，该技术主要采用掘进机、装载和输送设备等，巷道掘进作业中将测量、掘进、除尘和通风等设施组合，形成高效、连续、均衡的掘进系统，大大提高掘进效率，满足了巷道作业掘进、运输和装载等需求，保证了掘进工作的顺利进行。利用快速掘进系统，其中的智能化、数字化特征使得资源投入减少，保证了信息传递效率和掘进效率，对于保障企业经济效益有着积极意义。文章从矿山开采中影响掘进速度的因素出发，分析了快速掘进技术及其具体组成，探讨该技术的利用措施。

关键词：快速掘进技术；矿山开采；影响因素；应用措施

矿山开采作业主要特点就是其工作量大、条件复杂，应用快速掘进技术可以支持开采作业顺利进行。目前，矿山快速掘进技术已成为行业主流技术形式，联合应用掘进机、输送机和装载设备等，形成更加可靠稳定的掘进系统，同时其功能也更加完善。快速掘进技术在保证施工安全前提下，施工效率大大提高，凸显出安全性好、开采质量可靠、效率高等优势，加强对快速掘进技术的认知，对其科学应用是相当重要的。

1.矿山开采中影响掘进速度的因素

首先是地质构造，地质构造因素对掘进速度的影响最为关键，主要就是煤岩层坚硬度、矿区构造、顶板稳定性、掘进面出水量等，如果无法达到施工正常标准，实际作业中容易出现坍塌陷落等事故，对人身安全产生严重威胁，并引发经济损失。因此，开采作业中顶部间距需严格控制，方便后续支护作业顺利进行，控制好掘进效率[1]。

其次是人员技术水平，当前不少企业为了提高产量和经济效益，管理问题被忽略，存在管理机制缺失的问题，以及未考虑到长远发展需求，导致当前开采技术人员整体上思想理念落后、技术水平低，部分人员未经系统化学习和培训即上岗。这样一来会影响到设备使用和开采作业，掘进速度低，也会进一步加大企业经济负担。

2.快速掘进技术及其系统组成

2.1人工智能

快速掘进系统中人工智能是在传统矿山开采安全操控系统基础上，研制出的采矿、运输一体化的系统媒介，提供便利的数据处理平台。智能化是一体化开采和运输管控的发展趋势，人工智能下形成更加稳定的计算模式。当前在新领域中通信传输技术应用一大体现就是采矿系统，可以对信号传输加以管控，提高其处理效率。

2.2数字网络

矿山开采中应用数字采矿技术手段中，会采用新型数据传输网络系统，并建设数据信息传输平台，形成一体化信息传输与通信。早期矿山开采系统中，要及时采取措施处理其不足，对通信传输流程合理优化，并建设信号传输构架，方便数字化操作。

2.3无线传输

通过有效改造无线传感器，并优化其路由算法系统，实现对无线采矿系统的改进，以摆脱以往网络化调控、施工步骤，体现出路由算法结构在采矿技术中的先进性优势。开采系统传输过程中，需建立无线网信息传输平台，将数据传输到服务器分析数据和信号，便于掌握现场实际情况[2]。

此三方面技术的应用下，构建起快速掘进系统，加强现场管控、保障掘进安全，有着积极意义。

3. 快速掘进技术在矿山开采中的具体应用

3.1合理选择掘进设备

为满足矿山高强度作业掘进要求，需选择好采矿机械设备，要求其具备较强的破岩能力、大功率和操作简单特点。同时，需合理优化矿井巷道布局，巷道断面尺寸可适当加大，并延长作业面长度，使矿山回采中工作面数量得以减少，实现高效开采作业。选择好支护方式，比如选择锚杆支护，实现一体化掘锚操作，便于提高掘进速度。掘进设备的选择要满足使用要求，其生产能力高，便于配合其它设备协调作业，特别是要满足各类地质条件下采矿要求，因此要具备良好适用性。

3.2优化掘进技术工艺

不同地质环境下，需选择适合的掘进技术工艺，要注意进刀方式的差异性，以保证掘进速度。在地质条件良好的区域，掘进机进刀可以从中间开始，与四周片结合保证速度。一些脆弱部位如工作面顶板应适合采取分次切割的方案，以减小空顶时间，保证安全可靠进行开采作业。地段地应力较大的话，此时易出现片帮作业面，切割时从断面中间位置进行，使用刷帮法降低片帮事故几率。根据现场实际作业情况，在掘进作业中支护操作占一半左右，时间耗费长。对此，需优化掘进工艺，将支护时间充分利用起来辅助作业，以提高开采效率[3]。

3.3优化支护工艺和爆破工艺

矿山开采中，矿道深部逐步延伸过程中，矿井中矿石也更加坚硬，矿道顶部围岩稳定。依据悬吊理论分析计算对支护锚杆间距和排距实时合理调整，以达到固帮要求。同时，延展炮眼深度。周边孔眼距离可采取楔形掏槽的方式将其控制在35cm范围内，实时调整装药结构，做好炮眼布设，并确定需要的装药量。爆破需根据实际情况选择。非电起爆采用光面爆破方式，循环进行掘进作业，调整循环进尺尺寸到1.8m左右，锚杆的间距和排距也进一步优化，使用深孔全断面一次爆破技术，解放原本的浅眼多循环框架，单循环进尺提升，可降低循环次数、减少辅助作业时间。

光面爆破法施工中可以促进施工速度提高，保证施工质量。具体操作中，需分析实际生产数值，合理确定支护和爆破相关参数。在确保施工质量与安全前提下，将单循环进尺提升，并减少相关材料损耗。

3.4耙装工效

掘进作业中会使用到气动隔膜水泵来排水，选择废弃油桶和胶管加工制作成雨搭，引导顶板淋水避免现场积水。掘进作业中，要管理好各处细节，比如在喷浆施工中，此环节易出现问题就是喷浆料将炮眼堵塞，对掘进速度控制不利，且堵塞炮眼处理中存在安全风险，需要的处理时间也比较长。对此，需提前加工制作好圆锥形木楔形，在喷浆作业前使用该装置将炮眼堵实，避免浆液聚集在炮眼中，完成喷浆作业后将炮眼去除回收。

3.5运输系统

矿山开采中，传统的运输方式主要采用绞车和电瓶车等，开采规模逐步扩大以及加大质量要求的背景下，逐步暴露此类设备适用性差的问题，且存在不少安全隐患、效率低。因此需根据矿山工程实际特点，针对性优化运输系统，突破传统方式不足，全面提升其质量和效率。可选择使用胶带输送机及相关配套装置，实现安全、高效运输，同时安全性提升也可减少资源投入，保证经济效益。形成高效、稳定的输送作业线路，胶带输送机选择自动集中控制模式可以降低人员工作强度，同时便利维护工作。胶带输送机应用中分为上下层稳定运动场，上层运矸、下层运料，保证了运输效率。总体上，可将多种设备配合使用，形成顺畅、成熟的输送作业线，以过硬硬件配置支持输送工作。

3.6实现全流程细节管理

矿山开采过程中，除施工现场管理外，采矿前后的管理工作也相对重要，特别是对细节的管理，细节处理不当往往会引发质量和安全问题。比如喷浆作业中，炮眼被浆液堵塞等问题，细节处理不到位则会导致施工进程中断，影响到掘进速度。

3.7构建验收机制

要保证快速掘进的顺利实现，需要减少施工质量和安全问题，否则可能被迫中断施工。因此快速掘进作业中，需严格做好验收检查工作，尽早扼杀质量和安全风险。对此，需紧密结合实际情况编制科学的验收机制，其中要明确各部分具体的验收方法，将项目细分并灵活调整其难度系数。

结束语：

矿山开采中采用快速掘进技术，需优化选择其使用设备、掘进技术工艺、支护和爆破工艺等，并完善验收和管理机制，根据施工条件变化及时调整工艺，发挥生产力优势，实现提质增效目标。

参考文献：

[1]宋东东.分析快速掘进技术在矿山开采中的应用[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(03):152-153.

[2]齐伟.快速掘进技术在矿山开采中的应用解析[J].江西化工,2020(03):265-266.

[3]袁会军.矿山开采中快速掘进技术的实践与应用分析[J].科学技术创新,2018(29):189-190.