8月16日,由中交天和自主研发的全国首台煤矿用单护盾硬岩掘进机(TBM)在常熟基地顺利完成组装调试,即将投入陕西省府谷县古城一号煤矿副斜井的建设。原本“挖隧道”的利器如今将被用于开挖可破岩、支护、出渣及导向等煤矿作业,这开创了煤矿斜井单护盾TBM施工的先河。
府谷县古城一号煤矿斜井工程区间长度为2.1千米,施工环境复杂,需穿越6度下坡、破碎带、软岩及含瓦斯地段等。“鉴于项目的特殊性质及其对安全性的严格要求,我们在进行元器件设计选型时,必须确保所有组件均符合并通过国家相关权威机构的认证,特别是针对煤矿生产环境的特殊标准与规范。”中交天和设计研发总院工程师朱景山说,自去年10月承接项目以来,公司紧紧围绕煤矿的“三专两闭锁”及煤矿安全生产要求,结合丰富的施工和技术经验,紧锣密鼓研制出这台煤矿用单护盾TBM。
这台TBM开挖直径达到8.34米,整机长度约153米,装机功率高达4900千瓦。掘进机采用了背推系统及超前钻机系统等针对性设计,能够有效解决泥岩糊刀盘、漏顶、破碎带清理、斜井反坡排水等施工难题,同时满足在瓦斯地层施工的整机防爆要求,实现了整机轻量化设计、快速组装和拆卸、高效掘进的目标,为煤矿斜井的安全高效掘进提供了坚实保障。
以往,国内外煤矿巷道掘进施工主要采用钻爆法,掘进过程中存在支护工作量大、劳动强度高、掘支不平衡等难题。朱景山说,与传统钻爆法相比,中交天和的TBM在施工中具有施工安全性高、掘进速度快、成巷质量好、环保及综合效益高等显著优势,尤其在掘进效率上比钻爆法提高了近3倍。
该TBM的应用不仅填补了国内煤矿斜井单护盾TBM施工的空白,更将引领煤矿岩巷开拓的工法变革。“它将替代多类作业岗位,显著提升煤矿掘进的生产效率、安全性和智能化水平。”朱景山说,在TBM施工过程中,公司采用盾体及管片的双重防护,为施工人员搭建了“安全屋”,大幅提高了安全系数,同时,掘进期间产生的粉尘将大幅减少,作业环境得到明显改善。此外,由于不再使用火工品,施工过程也有效避免了爆破事故的发生。
“TBM在高质量生产、灾害治理、绿色智能矿山建设等方面起到了‘催化剂’作用,将推动矿井发展水平大步迈上新台阶。”中交天和副总工程师、设计研发总院院长靳党鹏说,中交天和将继续以科技创新为主抓手,不断探索快速掘进的方法,为煤矿行业提供更多智能化、高效化的解决方案。