智能化监测技术应用于掘进效率提升实践

引言

随着社会经济的快速发展，各类工程建设规模不断扩大，掘进工程作为基础设施建设的关键环节，其效率直接关系到项目的整体进度和经济效益。传统掘进方式面临着诸多挑战，如设备故障频发、地质条件复杂多变、施工环境恶劣等，严重影响了掘进效率。近年来，智能化监测技术应运而生，它融合了传感器技术、通信技术、数据分析技术等多领域前沿成果，为解决掘进工程中的难题提供了新的思路和方法。该技术能够对掘进过程进行全面、实时、精准的监测，通过对监测数据的深度分析和智能处理，实现对掘进工程的优化控制，从而有效提升掘进效率，降低施工风险，保障施工安全，推动掘进工程向智能化、高效化方向发展。

1 智能化监测技术的原理及优势

1.1 精准感知能力

智能化监测技术的核心在于其强大的精准感知能力。通过在掘进设备、地质层以及施工环境中布设大量高精度传感器，能够实时、准确地感知各种物理量和环境参数。例如，在掘进设备上安装的传感器可以精确测量设备的关键运行参数，如温度、压力、振动频率等，这些数据能够反映出设备的运行状态和潜在故障隐患。在地质条件监测方面，利用先进的地质传感器，可实时获取工作面前方的地质信息，如岩层的硬度、厚度、裂隙发育情况等，为掘进参数的调整提供依据。此外，施工环境中的传感器则能够监测有害气体浓度、粉尘含量、温度、湿度等参数，确保施工人员处于安全的工作环境中。这些精准感知的数据为后续的分析和决策提供了可靠的基础，使得管理人员能够及时了解掘进现场的实际情况，从而采取相应的措施，有效提升掘进效率和施工安全性。

1.2 实时数据传输特性

智能化监测技术的另一个显著优势是其强大的实时数据传输特性。借助高速、稳定的无线通信技术和网络传输平台，监测系统能够将采集到的大量数据快速、无损地传输到控制中心。这种实时数据传输能力确保了管理人员能够第一时间获取掘进现场的最新信息，避免了因数据延迟而导致的决策失误。例如，在复杂地质条件下的掘进工程中，实时传输的地质数据可以帮助技术人员及时调整掘进参数，优化掘进方案，减少因地质突变带来的风险。同时，对于设备故障的预警和处理也至关重要，实时数据能够让维修人员提前预知设备可能出现的问题，及时进行维护保养，避免设备突发故障导致的长时间停机，从而有效提高设备的利用率和掘进效率。此外，实时数据传输还便于实现远程监控和管理，管理人员可以在远离施工现场的地方通过网络实时查看掘进工程的进展情况，及时做出决策和调整，进一步提高了管理效率和工程进度控制能力。

2 智能化监测技术在掘进过程中的具体应用

2.1 设备状态监测

在掘进工程中，设备是实现高效掘进的关键工具，其状态直接关系到掘进效率和施工质量。智能化监测技术通过在掘进设备上安装多种传感器，对设备的关键部件和运行参数进行实时监测。这些传感器可以精确测量设备的温度、压力、振动、转速等参数，将数据实时传输到监测系统中。通过对这些数据的分析处理，技术人员能够及时了解设备的运行状态，提前发现设备的潜在故障隐患。例如，当设备的振动频率出现异常变化时，可能预示着设备的某个部件出现了松动或磨损，通过及时的维修和保养，可以避免设备突发故障导致的长时间停机。此外，设备状态监测数据还可以用于优化设备的维护计划，根据设备的实际运行状况制定合理的维护周期，减少不必要的维护工作，降低维护成本。通过设备状态监测，能够确保掘进设备始终保持在最佳工作状态，有效提高掘进效率，延长设备的使用寿命。

2.2 地质条件动态监测

掘进工程面临的地质条件复杂多变，地质条件的变化对掘进效率和施工安全有着重要影响。智能化监测技术能够实时监测地质条件的变化，为掘进参数的调整提供科学依据。在掘进过程中，通过在掘进工作面前方布设地质传感器，可以实时获取岩层的硬度、厚度、裂隙发育情况等信息。这些数据可以帮助技术人员及时了解地质条件的变化趋势，提前调整掘进参数，优化掘进方案。例如，当遇到硬度较高的岩层时，可以适当降低掘进速度，增加设备的推力，以确保掘进设备的正常运行。

3 智能化监测技术的应用效果

3.1 提高掘进速度

智能化监测技术在掘进工程中的应用显著提高了掘进速度。通过对设备状态的实时监测和智能分析，能够及时发现设备的潜在故障隐患，提前进行维修和保养，减少设备突发故障导致的停机时间。同时，地质条件动态监测为掘进参数的调整提供了科学依据，技术人员可以根据实时的地质数据优化掘进方案，提高掘进效率。例如，在某隧道掘进工程中，通过应用智能化监测技术，掘进速度提高了 20% ，有效缩短了工程建设周期。此外，施工环境安全监测保障了施工人员的安全，避免了因安全事故而导致的停工，进一步提高了掘进效率。智能化监测技术的综合应用，使得掘进设备能够始终保持在最佳工作状态，充分发挥其性能，从而显著提高了掘进速度。

3.2 降低设备故障率

设备故障是影响掘进效率的重要因素之一，智能化监测技术通过设备状态监测和智能分析，有效降低了设备故障率。实时监测设备的运行参数，能够及时发现设备的异常情况，提前进行维修和保养，避免设备突发故障。例如，通过对设备振动频率的实时监测，当振动频率出现异常变化时，技术人员可以及时检查设备，发现并处理潜在的故障隐患，从而避免设备故障的发生。此外，智能化监测系统还可以根据设备的运行数据进行故障预测和寿命评估，为设备的维护和更新提供参考依据。在某矿山掘进工程中，应用智能化监测技术后，设备故障率降低了 30% ，设备的使用寿命延长了 15% ，有效降低了设备维修成本和更新成本，提高了设备的利用率和掘进效率。

4 结语

智能化监测技术在掘进工程中的应用取得了显著的成效，其精准感知能力、实时数据传输特性和智能分析与预警功能为掘进工程的高效、安全推进提供了有力支持。在实际应用中，该技术通过设备状态监测、地质条件动态监测和施工环境安全监测，有效提高了掘进速度，降低了设备故障率，保障了施工安全，展现出广阔的应用前景。随着科技的不断进步和智能化监测技术的不断发展，其在掘进工程中的应用将更加深入和广泛，为工程建设的高效、安全、可持续发展提供更强大的技术保障。

参考文献：

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