我國自主研發(fā)設(shè)計制造，針對煤礦19度上山巷道施工開發(fā)，設(shè)備工效是煤礦巖巷傳統(tǒng)掘進(jìn)方式的3倍至6倍
10月12日，由上海創(chuàng)力集團(tuán)主辦的巖巷快速掘進(jìn)技術(shù)研討會暨世界首套大傾角礦用盾構(gòu)機出廠評議會，在上海創(chuàng)力集團(tuán)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(jìn)技術(shù)，見證了全球首套大傾角礦用盾構(gòu)機的順利下線。
該設(shè)備是迄今為止由我國自主研發(fā)設(shè)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(jìn)盾構(gòu)機。這兩臺直徑4.88米、長56米、適應(yīng)坡度±19度、重達(dá)530噸的盾構(gòu)機將用于淮北礦業(yè)集團(tuán)和山西焦煤西山煤電集團(tuán)煤礦巖巷的快速掘進(jìn)。
從無到有，做最符合煤礦工況的設(shè)備
盾構(gòu)機是隧道挖掘的專用工程機械，可以在挖掘隧道的同時，構(gòu)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(gòu)機也被譽為“工程機械之王”。
“盾構(gòu)機被廣泛應(yīng)用于地鐵、海底隧道等大型工程建設(shè)，在這些領(lǐng)域技術(shù)很成熟，但在煤礦的應(yīng)用還處在探索、積累經(jīng)驗和改進(jìn)完善的起步階段。”上海創(chuàng)力集團(tuán)總經(jīng)理管亞平說。
管亞平告訴記者，過去盾構(gòu)機的制造技術(shù)大多被少數(shù)發(fā)達(dá)國家所壟斷，盡管近年來國產(chǎn)盾構(gòu)機研發(fā)制造跑出了“加速度”，但契合煤礦生產(chǎn)實際的盾構(gòu)機產(chǎn)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(tuán)隊，攻關(guān)突破多項核心技術(shù)，潛心研發(fā)符合煤礦工況的全斷面巖巷掘進(jìn)設(shè)備。早在2017年，江蘇神盾公司使用第一臺盾構(gòu)機在陽煤集團(tuán)進(jìn)行巖巷施工，取得了小班最高進(jìn)尺15.6米，日最高進(jìn)尺31.5米，月最高進(jìn)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(tuán)也成為神盾公司技術(shù)人員的第二辦公地點。
“我們的技術(shù)人員在陽煤集團(tuán)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(jié)合設(shè)備使用過程中遇到的實際問題，不斷修正研發(fā)設(shè)計方案。”在江蘇神盾公司工程師的印象里，僅研發(fā)設(shè)計方案就被推翻了8次，設(shè)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(jīng)過一年多的攻堅探索，世界首套大傾角礦用盾構(gòu)機終于研發(fā)制造成功。該設(shè)備集掘進(jìn)、出渣、支護(hù)、除塵、導(dǎo)向等功能于一體，通過集成傳感、遙控、遠(yuǎn)距離通信、智能控制等技術(shù)，可以實現(xiàn)設(shè)備的集中控制、遠(yuǎn)程監(jiān)控和遠(yuǎn)程操作。
“這套設(shè)備擁有多項專利技術(shù)，其工作效率是傳統(tǒng)炮掘的6倍，掘進(jìn)機的3倍至4倍，有利于煤礦安全生產(chǎn)和工人作業(yè)環(huán)境的改善，這套設(shè)備的下線為解決巖巷快速掘進(jìn)趟出了一條新路。”管亞平說。
從有到優(yōu)，搶占掘進(jìn)設(shè)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(gòu)機還兼有安全、環(huán)保的優(yōu)勢特點。
“盾構(gòu)機工作時，所有作業(yè)人員都是在已經(jīng)支護(hù)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?qū)崿F(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(jìn)方式的短板，而使用盾構(gòu)機掘進(jìn)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(fēng)機外，刀盤上還設(shè)置了很多噴水口用于除塵，刀盤和護(hù)盾之間設(shè)置一個隔離板，“這個隔離板的功能就相當(dāng)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(gòu)機的特點，管亞平告訴記者那一定是“創(chuàng)新”。設(shè)備整體布局，刀盤、護(hù)盾、驅(qū)動、后配套結(jié)構(gòu)形式均有創(chuàng)新性專利技術(shù)，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(shè)備的成功下線將引起煤礦巖巷掘進(jìn)方式的革命，將對我國煤礦發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)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(gòu)機在巖巷快速掘進(jìn)方面優(yōu)勢明顯，但盾構(gòu)機的使用仍需具備一定的適應(yīng)條件，比如巖石較完整、巖石硬度相當(dāng)?shù)那闆r才更適合盾構(gòu)機施工，且巷道越長其效能越顯著。
“盾構(gòu)機是目前煤礦所有單臺機電設(shè)備中最復(fù)雜的超大型設(shè)備，綜合了機電液控制多個復(fù)雜系統(tǒng)，集成度高、結(jié)構(gòu)緊湊，因此高素質(zhì)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(nèi)唯一一支專業(yè)礦用盾構(gòu)機的維保隊伍，能夠有效保障設(shè)備的完好率，使得設(shè)備充分發(fā)揮出優(yōu)勢。
符合煤礦工況的盾構(gòu)機從無到有、從有到優(yōu)，江蘇神盾公司搶占了煤礦掘進(jìn)設(shè)備制造的制高點，也為煤礦機械化、智能化建設(shè)注入了一股強大推力。（記者 盧慧穎）
轉(zhuǎn)自：中國煤炭報
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