我國自主研發(fā)設計制造，針對煤礦19度上山巷道施工開發(fā)，設備工效是煤礦巖巷傳統(tǒng)掘進方式的3倍至6倍
10月12日，由上海創(chuàng)力集團主辦的巖巷快速掘進技術研討會暨世界首套大傾角礦用盾構機出廠評議會，在上海創(chuàng)力集團下屬的江蘇神盾工程機械有限公司召開。來自15家煤炭企業(yè)的代表、行業(yè)專家現(xiàn)場交流探討巖巷快速掘進技術，見證了全球首套大傾角礦用盾構機的順利下線。
該設備是迄今為止由我國自主研發(fā)設計制造的世界首臺針對煤礦19度上山巷道施工開發(fā)的大傾角快速掘進盾構機。這兩臺直徑4.88米、長56米、適應坡度±19度、重達530噸的盾構機將用于淮北礦業(yè)集團和山西焦煤西山煤電集團煤礦巖巷的快速掘進。
從無到有，做最符合煤礦工況的設備
盾構機是隧道挖掘的專用工程機械，可以在挖掘隧道的同時，構筑支撐硐壁的襯砌，從而實現(xiàn)隧道的一次成型，具有施工效率高、安全等特點，因此盾構機也被譽為“工程機械之王”。
“盾構機被廣泛應用于地鐵、海底隧道等大型工程建設，在這些領域技術很成熟，但在煤礦的應用還處在探索、積累經驗和改進完善的起步階段。”上海創(chuàng)力集團總經理管亞平說。
管亞平告訴記者，過去盾構機的制造技術大多被少數(shù)發(fā)達國家所壟斷，盡管近年來國產盾構機研發(fā)制造跑出了“加速度”，但契合煤礦生產實際的盾構機產品仍處于空白。
為了改變這種局面，江蘇神盾公司組織優(yōu)勢研發(fā)團隊，攻關突破多項核心技術，潛心研發(fā)符合煤礦工況的全斷面巖巷掘進設備。早在2017年，江蘇神盾公司使用第一臺盾構機在陽煤集團進行巖巷施工，取得了小班最高進尺15.6米，日最高進尺31.5米，月最高進尺562米，9個月完成了煤礦巖巷大斷面3500米的業(yè)績。陽煤集團也成為神盾公司技術人員的第二辦公地點。
“我們的技術人員在陽煤集團現(xiàn)場跟蹤了一年多的時間，每天跟班下井了解工況、采集第一手資料，并結合設備使用過程中遇到的實際問題，不斷修正研發(fā)設計方案。”在江蘇神盾公司工程師的印象里，僅研發(fā)設計方案就被推翻了8次，設計好的圖紙由于方案的不斷優(yōu)化修改，也重新畫了無數(shù)次。
經過一年多的攻堅探索，世界首套大傾角礦用盾構機終于研發(fā)制造成功。該設備集掘進、出渣、支護、除塵、導向等功能于一體，通過集成傳感、遙控、遠距離通信、智能控制等技術，可以實現(xiàn)設備的集中控制、遠程監(jiān)控和遠程操作。
“這套設備擁有多項專利技術，其工作效率是傳統(tǒng)炮掘的6倍，掘進機的3倍至4倍，有利于煤礦安全生產和工人作業(yè)環(huán)境的改善，這套設備的下線為解決巖巷快速掘進趟出了一條新路。”管亞平說。
從有到優(yōu)，搶占掘進設備制造制高點
除了工作效率的大幅度提高外，這套大傾角礦用盾構機還兼有安全、環(huán)保的優(yōu)勢特點。
“盾構機工作時，所有作業(yè)人員都是在已經支護完的安全區(qū)域作業(yè)，沒有人暴露在裸露的巖石下作業(yè)，能夠實現(xiàn)真正的‘0’空頂距作業(yè)，可以最大限度地保障作業(yè)人員安全。”管亞平說。
粉塵大一直以來都是巖巷傳統(tǒng)掘進方式的短板，而使用盾構機掘進巷道卻可極大地緩解粉塵問題。管亞平告訴記者，除了使用除塵風機外，刀盤上還設置了很多噴水口用于除塵，刀盤和護盾之間設置一個隔離板，“這個隔離板的功能就相當于一個簾子，可以有效隔離粉塵，有利于改善工人的作業(yè)環(huán)境”。
如果用一個詞來形容這套大傾角礦用盾構機的特點，管亞平告訴記者那一定是“創(chuàng)新”。設備整體布局，刀盤、護盾、驅動、后配套結構形式均有創(chuàng)新性專利技術，方便施工、適合處理煤礦各種特殊工況，并能滿足19度大傾角爬坡施工帶來的安全、防滑各種要求。
“這套設備的成功下線將引起煤礦巖巷掘進方式的革命，將對我國煤礦發(fā)展產生深遠影響，在我國煤礦發(fā)展史上具有里程碑的重大意義。”管亞平說。
管亞平特別指出，盡管大傾角盾構機在巖巷快速掘進方面優(yōu)勢明顯，但盾構機的使用仍需具備一定的適應條件，比如巖石較完整、巖石硬度相當?shù)那闆r才更適合盾構機施工，且巷道越長其效能越顯著。
“盾構機是目前煤礦所有單臺機電設備中最復雜的超大型設備，綜合了機電液控制多個復雜系統(tǒng)，集成度高、結構緊湊，因此高素質的施工和維保隊伍不可或缺。”管亞平補充道。
值得一提的是，江蘇神盾公司擁有國內唯一一支專業(yè)礦用盾構機的維保隊伍，能夠有效保障設備的完好率，使得設備充分發(fā)揮出優(yōu)勢。
符合煤礦工況的盾構機從無到有、從有到優(yōu)，江蘇神盾公司搶占了煤礦掘進設備制造的制高點，也為煤礦機械化、智能化建設注入了一股強大推力。（記者 盧慧穎）
轉自：中國煤炭報
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