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山能淄矿正通煤业:国内首台TBM如何引领开拓掘进特色路?

山能淄矿正通煤业:国内首台TBM如何引领开拓掘进特色路?

作者:
长孙佳迪 冯海龙  弋永杰
来源:
《中国煤炭工业》杂志
发布时间:
2021/08/05
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2020年10月,我国国内首台矿用立井最大直径敞开式岩石隧道掘进机(简称TBM),在山东能源淄矿正通煤业公司成功应用。如今,对比之前使用的矿井岩巷综掘工艺,TBM效率提高近3倍。这是如何做到的?

积累经验大胆实践

引进第一套TBM后,正通煤业公司尝到了甜头,在总结成功经验的同时,再次大胆引进第二套TBM,创出日进尺15.5米的可喜成绩。目前,他们正在着手引进第三台TBM,从无到有,从探索到推广,正通煤业公司在矿井掘进中探出了路子,创出了特色。

TBM设备集机、电、传感、信息等技术于一体,现场作业能够同时完成破岩、支护、出渣等多项任务,实现工厂化流水线作业,具有安全性能好、成巷质量高、掘进速度快等优点。这让正通煤业公司看到了破解岩巷掘进瓶颈的方法。

“首台TBM在现场应用中,我们刚开始也是摸着石头过河,结合出现的各类问题不断探索,研究制定解决方案,积累经验、逐步完善。”正通煤业公司党委副书记、总经理张金魁介绍。经过9个多月的运行,他们在首台大直径TBM运行中,总结了设备平台改造、支护工艺优化、曲线巷道掘进、运输系统完善等技术方法,为煤矿岩巷应用TBM掘进积累了宝贵经验。

据了解,正通煤业公司矿井开拓工程量较大。为解决长距离开拓巷道施工效率问题,保证生产系统稳定,他们决定再次引进TBM进行快速掘进作业,用于泄水巷施工,为工作面排水安全提供保障,保证生产高效有序进行。

正通煤业公司引进的第二台TBM直径4.53米,长度45米,目前负责四盘区并联泄水巷掘进作业。5月份,该设备组件陆续到矿组装,6月份完成安装,开始调试运转,7月份正式开始掘进。

优化组织提供保障

“设备状况良好,连续皮带机已启动,准备开机……”7月20日,正通煤业公司四盘区并联泄水巷迎头TBM集控室操作人员与迎头观测人员现场安全确认后,发出工作指令。

大约15分钟左右,设备换步完成,达到支护距离,迎头支护班组人员在跟班队长孔令同及班长王斌的指挥下,从顶帮分区支护、安设单轨吊梁、安装皮带架等岗位,按照施工工序组织生产。现场管理人员有序安排,各岗位职工的熟练操作与默契配合,谁也不会想到这支TBM掘进队伍才成立不到1个月。

据了解,7月初,正通煤业公司优选专业力量,组建成立TBM二队,负责新引进的TBM掘进作业。

“队伍成立后,我们首先组织干部职工加强对新设备工艺的学习。”TBM二队队长苗庆武介绍。围绕TBM施工工艺,该队重新调整劳动组织,结合优化支护方式、优化辅助运输系统等一系列措施,加快全员适应新设备作业节奏。此外,他们制定内部施工管理规定,提高延米收购单价、制定阶梯单价,将每班任务细化,责任分工到人,让整支队伍快速进入角色。

“相比之前的综掘机作业,TBM截割速度更快、成巷质量更高,一台设备就包括了我们好几个作业岗位,各工种之间配合更加紧密,生产组织得到优化,现在我们一个班掘进效率提高3倍。”TBM二队班长王斌说。

为发挥好快速掘进设备的最佳效能,正通煤业公司成立TBM 掘进提效考核领导小组。在TBM调试运行期间,小组成员现场盯靠指导,每天召开专项协调会,协调解决施工过程中存在的各类问题。

设备运行初期,他们针对物料运输不能直接到达作业现场的问题,通过分析探讨,择优选择安装单轨吊运输,由专业的综合服务队负责配送服务。目前,所有物料均能运至跟机皮带尾物料平台,为生产提供保障的同时也降低了劳动强度。

不断探索持续优化

虽然首台大直径TBM的成功使用为第二套TBM运行积累了经验,可实际运行中还是遇到之前未出现的各类问题。通过有效结合,正通煤业公司在不断探索中,持续改进优化,逐个攻破一个个问题。

“新引进的第二套TBM最棘手的问题之一就是作业时粉尘较大。”TBM二队队长苗庆武说,该设备设计时采取了敞开式除尘,除尘系统效果较差。于是,他们借鉴首套TBM半封闭式除尘的源头治理方式,将目前市面除尘效果较好的泡沫除尘系统运用到第二套TBM的截割除尘中,大大降低现场粉尘浓度,保证了刀盘及工作地点的环境卫生。

第二套TBM支护空间有限,最多容纳3部钻机和7人同时参与支护施工,但是由于截割速度较快,因此无法达到掘进与支护平衡。为进一步提升支护速度,尽可能实现掘支平衡,达到设备的最佳效能,正通煤业公司结合首台TBM分区支护方式,将顶板正中两路锚索拖后至第二支护平台打设,使同时支护施工的锚杆机达到四部。

“新引进的TBM一个完整的截割循环大约40分钟,经过优化支护设计,目前基本实现掘支平衡。”苗庆武说。

在半个月的运行与调试中,结合新TBM现场运行实际,先后完成支护平台优化,提升支护施工的流畅性;将液压锚杆机更换为气动锚杆机,释放支护空间;择优选取单轨吊作为配套辅助运输系统,提高运量和运输安全性。目前,设备各项状态运行良好。

“我们将严格按照集团公司部署和要求,加快第三台TBM的引进,成立专业化的TBM施工队伍,在逐步打开矿井开拓布局的同时,打造具有正通特色的TBM掘进施工体系,力争在能源集团乃至煤炭行业保持领先水平,彰显正通力量,展现淄矿担当。”正通煤业党委书记、执行董事郭晓胜说。

 

作者单位:山东能源淄矿集团

责任编辑:张瑞瑞

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