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),在山东能源淄矿集团正通煤业公司成功应用,引来一片关注,这家伙很争气,据说投入生产后,当月完成进尺304.8米,掘进速度提高了2.5倍。这不,尝到甜头的他们,今年再次大胆引进了第二套TBM。
运行一个月,第二套TBM盾构机创出日进尺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,该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,这让该公司看到了破解岩巷掘进瓶颈的方法。
首台TBM投入生产后,他们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。经过9个多月的运行,他们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,该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,该公司决定再次引进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。
该公司引进的第二台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。
要想火车跑得快,还得车头带,优秀的设备还得靠优秀的团队。7月初,该公司优选专业力量,组建成立TBM二队,负责新引进的TBM掘进作业。队伍成立后,他们首先组织干部职工加强对新设备工艺的学习。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,现在一个班掘进效率提高3倍。
为发挥好快速掘进设备的最佳效能,该公司成立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。
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,该公司在不断探索中,持续改进优化,逐个攻破一个个问题。
粉尘大,就是新引进的第二套TBM最棘手的问题之一。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,该公司结合首台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。
在半个月的运行与调试中,他们结合新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。”该公司党委书记、执行董事郭晓胜说。(佳迪 俊杰 )