基于现代掘进支护技术与设备的地下矿山开采安全与效率提升研究

摘要：在现代社会，随着科技的飞速发展和资源的日益紧张，地下矿山开采已成为获取矿产资源的重要途径。然而，地下矿山开采过程中面临着诸多挑战，如地质条件复杂、开采环境恶劣、安全隐患众多等，这些问题严重制约了开采效率的提升和安全生产的实现。因此，研究和应用现代掘进支护技术与设备，以提升地下矿山开采的安全性和效率，具有重要的现实意义和战略价值。

关键词：现代掘进支护技术；设备；地下矿山；开采安全；效率提升

引言

地下矿山开采面临着复杂的地质条件和诸多安全风险，如冒顶、片帮、透水等事故，严重威胁着矿工的生命安全，同时也影响着矿山的生产效率。传统的掘进支护技术与设备在应对这些问题时存在一定的局限性。现代掘进支护技术与设备的不断发展与应用，为地下矿山开采的安全与效率提升带来了新的契机。通过采用先进的技术和设备，可以更好地控制巷道围岩变形，保障作业空间的稳定性，减少安全事故的发生，同时提高掘进速度和开采效率。

1现代掘进支护技术概述

1.1锚杆支护技术

锚杆支护如今在地下矿山的应用极为广泛。它的工作原理是把锚杆牢固地锚固于围岩之中，依靠锚杆与围岩间的摩擦力和粘结力，巧妙地将围岩所承受的荷载传递至深部稳定的岩体，以此大幅提升围岩自身的承载能力。现代锚杆支护技术在多方面取得显著进展。高强度且高延伸率的锚杆材料投入使用，让锚杆能应对更大荷载。全长锚固锚杆、锚索等新型结构不断涌现，进一步强化了支护成效。机械化锚杆施工设备的运用，更是让施工效率和质量得以提升。

1.2喷射混凝土支护技术

喷射混凝土支护是借助喷射机，将混凝土高速喷射到巷道围岩表面，进而形成具备一定强度与厚度的支护层。这一技术具有重要作用，它能迅速封闭围岩表面，有效防止围岩出现风化、剥落现象，而且能与围岩紧密相连，共同承担荷载。近年来，喷射混凝土技术持续优化升级。高性能喷射混凝土材料的成功研发，使支护层的强度和耐久性显著提高。湿喷工艺的广泛推行，切实降低了喷射过程中产生的粉尘污染，极大地改善了井下作业环境，为矿工的安全提供更好保障。

1.3联合支护技术

联合支护技术是一种创新性的支护理念，它将多种支护方式有机组合起来，充分挖掘并发挥每种支护方式的独特优势，从而实现更优的支护效果。在实际应用中，常见的联合支护方式丰富多样，比如锚杆+喷射混凝土支护、锚杆+锚索支护、喷射混凝土+金属支架支护等。联合支护技术最大的优势在于灵活性，它能够依据不同的地质条件以及巷道所受的具体受力情况，精准且灵活地选择合适的支护方式组合，极大地提高了支护的有效性，为地下矿山巷道的稳定提供了强有力的支撑。

2现代掘进设备介绍

2.1掘进机

掘进机作为地下矿山掘进作业的关键设备，集截割、装载、运输等多项功能于一身，是高效掘进的有力保障。现代掘进机凭借其高度自动化，大幅提升了作业效率，掘进速度较传统方式有了质的飞跃，截割精度也能精准把控，同时对围岩扰动极小，利于巷道稳定性。而且，不同类型的掘进机“术业有专攻”，悬臂式掘进机在软岩巷道掘进中表现出色，全断面掘进机则是硬岩巷道快速掘进的“利器”。

2.2凿岩台车

凿岩台车是钻孔作业的核心机械设备，它配备多台凿岩机，如同一个“钻孔军团”，能在巷道断面内严格按照设计要求开展钻孔工作。现代凿岩台车性能卓越，钻孔速度迅猛，精度极高，自动化程度更是令人瞩目。借助先进的控制系统，自动定位、自动钻孔等功能得以实现，操作人员只需在控制台精准设定参数，就能让凿岩台车高效运行。这不仅极大地提高了钻孔作业的效率和质量，为后续爆破作业提供精准的炮孔，还能减少人工操作误差，保障作业安全。

2.3运输设备

地下矿山的运输设备是矿石顺利产出的“动脉”，主要涵盖矿车、胶带输送机等。如今的运输设备在各方面都取得显著进步，运输能力大幅提升，自动化程度和可靠性也今非昔比。大型矿车载重量不断攀升，单次运输量增加，矿石运输效率显著提高。胶带输送机凭借连续运输、运输量大、运行稳定的优势，成为矿石运输系统的主力军。值得一提的是，自动化运输系统蓬勃发展，无人驾驶矿车从研发走向试验阶段，为未来地下矿山运输带来更高效率与安全性。

3现代掘进支护技术与设备对地下矿山开采安全与效率的提升作用

3.1提高开采安全性

现代掘进支护技术与设备在提升开采安全方面扮演着举足轻重的角色，意义极为重大。在支护技术上，锚杆与喷射混凝土等支护方式发挥着关键作用。它们能够迅速且有效地对巷道围岩的变形与破坏进行控制，将原本松散的围岩紧密锚固成一个稳固的整体，显著增强围岩自身的稳定能力，从而极大程度地减少冒顶、片帮等常见事故的发生，切实为矿工打造出安全可靠的作业空间。先进的掘进设备更是安全保障的有力支撑。其实现的机械化作业，大幅减少了人工直接暴露在危险环境中的时间与机会。设备配备的自动化控制和安全保护装置，能敏锐察觉并及时处理各类设备故障，避免因设备问题引发安全事故。

3.2提升开采效率

现代掘进设备和技术对开采效率的提升作用显著。一方面，其具备高效截割、钻孔及运输能力，极大缩短掘进循环时间，像全断面掘进机在硬岩巷道掘进时，速度远超传统钻爆法数倍甚至数十倍。另一方面，先进支护技术与设备让支护作业更高效，如机械化锚杆施工设备快速安装锚杆，减少辅助作业时间。现代技术促使开采作业规范化、标准化，通过合理生产组织与调度，实现各工序紧密衔接，提升整个开采系统的运行效率。

结束语

现代掘进支护技术与设备的应用对地下矿山开采的安全与效率提升具有重要意义。通过采用先进的锚杆支护、喷射混凝土支护、联合支护等技术以及掘进机、凿岩台车、运输设备等现代化设备，能够有效增强围岩稳定性，降低作业风险，改善通风条件，提高掘进速度，减少辅助作业时间，优化生产组织。未来，随着科技的不断进步，现代掘进支护技术与设备将不断发展和完善，为地下矿山开采行业带来更大的发展机遇。

参考文献

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