《市场信息报(煤周刊)》“新盾1号”:掘进破局,中煤盾构开新篇

日期:2025-04-30 文章来源: 作者:米君良 点击数:

煤周刊讯:在煤炭行业的发展进程中,煤矿掘进技术始终是保障煤炭高效开采的关键环节。近年来,随着矿井采场分布距离不断延伸,煤炭资源逐步进入深水平开采阶段,传统的综掘模式弊端日益凸显,已难以满足矿井高质量发展的需求。

以新集公司为例,随着开采深度的增加,矿井地质条件愈发复杂,断层增多,顶板管理难度呈指数级上升。在这种情况下,原有的综掘模式掘进速度缓慢,每掘进一米都需要耗费大量的时间和人力成本,这不仅严重影响了采掘接续的效率,还制约了矿井的整体产能提升。据相关数据显示,在采用传统综掘模式时,远远无法满足矿井日益增长的煤炭开采需求。而且传统综掘模式在面对复杂地质条件时,安全风险也大大增加,顶板坍塌、瓦斯泄漏等事故隐患时刻威胁着矿工的生命安全。

为了从根本上解决矿井岩巷工程量大、采掘接续紧张等难题,新集公司积极响应国家科技创新驱动发展战略,大力培育新质生产力,将目光投向了盾构机这一先进的掘进设备,希望通过科技创新引领产业焕新,推动煤矿掘进技术实现质的飞跃。

盾构入局:破冰之举

2023年,新集公司毅然决定引入盾构机,开启煤矿掘进的新篇章。然而,盾构机施工初期,重重困难如同一座座大山横亘在新集人面前。

地质条件的复杂程度远超想象,施工区域内断层众多,岩层破碎,顶板稳定性极差。在这样的地质条件下,盾构机的掘进犹如在荆棘丛中艰难前行,每一米的推进都充满了不确定性。而且,由于盾构机在煤矿掘进领域的应用尚处于探索阶段,新集公司面临着一无经验、二无技术、三无专业队伍的窘迫局面。没有现成的经验可以借鉴,没有成熟的技术可以依赖,更没有专业的人才队伍来操作和维护盾构机,一切都需要从头开始。

面对这些困难,新集公司没有丝毫退缩。他们深知,盾构机的应用是解决矿井采掘难题的关键所在,只有克服这些困难,才能实现煤矿掘进技术的突破。于是,一场与困难的较量悄然拉开帷幕。

在困难面前,新集人展现出了顽强的毅力和勇于探索的精神。他们深知,要想让盾构机在复杂的地质条件下顺利掘进,就必须深入了解盾构机的工作原理和性能特点,掌握其操作技巧和维护方法。为此,新集公司积极组织技术人员和一线工人参加盾构机操作和维护培训,邀请业内专家进行现场指导,同时派遣技术骨干到其他盾构机施工项目现场学习取经。

在学习实践的过程中,新集人不断摸索奋进,逐渐掌握了盾构机的操作要领和维护技巧。他们针对施工中遇到的各种问题,积极开展技术攻关,不断优化施工方案和工艺参数。例如,针对地质条件复杂、断层多的问题,他们通过加强地质勘探,提前掌握地质情况,制定了针对性的施工方案,有效降低了施工风险;针对顶板管理难度大的问题,他们研发了新型的顶板支护技术,加强了对顶板的支护强度,确保了施工安全。

经过不懈的努力,新集人终于在盾构机施工技术上取得了一系列突破。他们成功实现了小半径U型转弯巷道月进尺161米,打破了两淮地区盾构机小半径弯道施工进尺纪录;同时也刷新了国内煤矿领域开挖直径6.03米,转弯半径最小纪录。这些成绩的取得,不仅为新集公司的盾构机施工积累了宝贵的经验,也为中国中煤集团岩巷掘进“盾构”模式的推广奠定了坚实的基础。

攻坚之路:砥砺前行

2024年6月13日,对于新集公司而言,是一个具有里程碑意义的日子,中国中煤集团公司首台盾构机“新盾1号”在万众瞩目中成功始发。然而,这仅仅是挑战的开始。由于盾构机是全新的设备,各项部件之间需要一定的时间来磨合,以达到最佳的协同工作状态。同时,施工区域的地质条件极差,岩石硬度不均,地下水丰富,给盾构机的掘进带来了极大的阻碍。在始发初期,盾构机的进尺相对较慢,每天只能掘进寥寥数米,这与预期的掘进速度相差甚远。

面对这一困境,新集人没有丝毫退缩,他们深知,盾构机的成功掘进对于解决矿井采掘接续紧张问题至关重要。于是,新集公司迅速组织技术人员和一线工人召开紧急会议,共同商讨应对之策。他们深入分析盾构机进尺缓慢的原因,从设备调试、地质条件分析到施工工艺优化,每一个环节都进行了细致的研究。技术人员日夜坚守在施工现场,对盾构机进行反复调试,不断调整各项参数,力求找到最适合当前地质条件的掘进方案。一线工人则积极配合技术人员的工作,严格按照操作规程进行施工,确保每一个环节都不出差错。

施工巷道的主要岩性为石英砂岩为主,局部为砂质泥岩,这种复杂的岩性使得岩层稳定性极差。而且,在施工过程中,盾构机还会频繁遭遇断层破碎带,这些破碎带的岩石破碎程度高,胶结性差,极易发生坍塌。在断层破碎带中,盾构机面临着诸多难题,如易塌方、支护难度大、盾体被卡、盾构机撑靴踩空无法换步推进等。这些难题不仅严重影响了施工进度,还对施工安全构成了巨大威胁。

作为集团公司“第一个吃螃蟹”的项目,新集公司领导高度重视,矿长焦金宝亲自挂帅,成立了专项攻关小组,要求小组成员科学论证、精心组织,主动抓重点、攻难点、盯异常点、扫盲点、推亮点。他们紧紧扭住顶板管理、姿态调整、设备检修、运料出矸等“牛鼻子”,全力打造盾构机快速掘进作业线新样板。在顶板管理方面,技术人员研发了新型的顶板支护技术,采用高强度的锚杆和锚索对顶板进行加固,同时增加了支护密度,确保顶板的稳定性。在姿态调整方面,利用先进的测量仪器和控制系统,实时监测盾构机的姿态,一旦发现偏差,立即进行调整,确保盾构机始终沿着预定的轨迹掘进。在设备检修方面,建立了严格的设备巡检制度,每天对盾构机进行全面检查和维护,及时发现并排除设备故障,确保设备的正常运行。在运料出矸方面,优化了运输线路和运输方式,提高了运输效率,保证了施工材料的及时供应和矸石的及时清理。

通过科学指挥、高效协作,精心组织、合理安排,盾构机的潜能得到了有效释放,生产效率大幅提升。在全体工作人员的共同努力下,盾构机先后创下日最高进尺17.5米、月最高进尺371米的好成绩。这些成绩的取得,不仅让新集公司的员工们为之振奋,也在整个煤炭行业引起了轰动。与传统的综掘模式相比,盾构机的掘进效率提高了数倍,大大缩短了施工周期,有效缓解了矿井采掘接续紧张的局面。而且,盾构机的应用还降低了工人的劳动强度,提高了施工的安全性,为煤炭行业的可持续发展做出了积极贡献。

创新领航:乘风破浪

“新盾1号”作业线的精准贯通,绝非偶然,而是新集人在技术创新领域不懈探索的必然成果。在施工过程中,新集公司针对盾构机作业线面临的一系列难题,开展了全方位的技术优化与创新。

在支护优化方面,技术人员深入研究巷道围岩的特性,结合盾构机的掘进特点,研发了一套全新的支护体系。该体系采用高强度、高韧性的支护材料,通过优化支护结构和参数,大大提高了支护的强度和稳定性。例如,他们采用了新型的锚杆和锚索,增加了支护的密度和长度,有效防止了顶板坍塌和围岩变形。同时,他们还研发了一种快速支护技术,能够在盾构机掘进的同时,迅速完成支护作业,实现了掘进与支护的同步进行,大大提高了施工效率。

辅助运输优化也是新集公司的创新重点之一。针对作业线距离远、运输难度大的问题,他们设计了一套高效的辅助运输系统。该系统采用了先进的运输设备和技术,如大功率的皮带运输机、自动化的运输调度系统等,实现了物料和矸石的快速运输。同时,他们还优化了运输线路,减少了运输环节和时间,提高了运输效率。

工艺优化同样取得了显著成效。新集公司的技术人员对盾构机的掘进工艺进行了深入研究和改进,提出了一系列创新性的工艺方法。他们首创了“掘进、换步、支护、出渣”四步工作法,通过对各个工序的精细控制和协同作业,大大提高了盾构机的掘进效率。在掘进过程中,他们根据不同的地质条件,灵活调整盾构机的掘进参数,如刀盘转速、推进速度、推力等,确保了盾构机的高效运行。同时,他们还研发了一种高效的破岩技术,能够在复杂地质条件下快速破碎岩石,提高了掘进效率。

这些创新举措带来的成果是显著的,盾构机的掘进工效达到了综掘的3-4倍,这一数据直观地展现了技术创新的强大力量。高效的掘进工效有效缓解了矿井接替紧张的局面,为矿井的持续稳定生产提供了坚实保障。过去,由于采掘接续紧张,矿井的产能受到了严重制约,而现在,盾构机的高效掘进使得矿井能够按照计划顺利进行采掘作业,产能得到了有效释放。据统计,自“新盾1号”作业线投入使用以来,矿井的煤炭产量同比增长了[X]%,经济效益显著提升。

“新盾1号”作业线的成功贯通,对新集公司乃至中国中煤集团都具有不可估量的重要意义。它标志着新集公司在煤矿掘进技术领域实现了重大突破,为公司开创“三业协同”高质量发展新格局奠定了坚实基础。在“三业协同”的发展战略中,高效的煤矿掘进是煤炭生产、洗选加工和综合利用等产业协同发展的前提和保障。“新盾1号”的成功应用,使得新集公司在煤炭生产环节的效率大幅提升,为其他产业的发展提供了充足的原料和空间,促进了“三业协同”发展格局的形成。

对于中国中煤集团而言,“新盾1号”的成功是集团在岩巷掘进领域的一次重大胜利,填补了集团在煤矿盾构机应用领域的空白。它为集团下属其他煤矿提供了宝贵的经验和借鉴,推动了集团整体岩巷掘进技术水平的提升。集团可以将“新盾1号”的成功经验推广到其他矿井,促进各矿井的技术升级和改造,提高集团的整体竞争力。同时,这也有助于集团在煤炭行业树立良好的品牌形象,增强集团在行业内的影响力和话语权。

未来展望:百花齐放

“新盾1号”的成功贯通,如同一朵盛开的鲜花,为中国中煤集团的煤矿掘进领域带来了盎然春意。它的成功,不仅仅是新集公司的胜利,更是中国中煤集团岩巷掘进技术的一次重大突破,具有极强的示范引领作用。

在煤炭行业,“新盾1号”的成功案例犹如一颗璀璨的明星,吸引着众多同行的目光。其先进的技术、高效的掘进效率以及创新的管理模式,为其他煤矿企业提供了宝贵的经验借鉴。许多煤矿企业纷纷表示,将以“新盾1号”为榜样,积极探索盾构机在煤矿掘进中的应用,推动自身掘进技术的升级改造。

原载于:

《市场信息报(煤周刊)》2025年4月27日

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