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【新闻调查】546米的背后……
 时间:2015年10月08日9:22:32 来源:威尼斯官方网站 编辑:胡娜 点击:
 

——集团公司应用全断面硬岩掘进机(TBM)作业线调查

    国庆前夕,从张集矿传来喜讯:集团公司在张集矿应用的全断面硬岩掘进机(TBM)作业线9月份再次刷新硬岩掘进纪录,当月取得进尺546米的惊人成绩,实现了硬岩掘进历史性、革命性的突破。

    在煤矿井工开采史上,硬岩掘进始终是采掘有序接替的瓶颈之一。对淮南矿区来说,这一问题显得尤为突出:由于瓦斯治理需要,矿区岩巷进尺与煤巷进尺基本保持1:1的比例,年均达到16万米,传统硬岩掘进机械化程度低,平均月进尺单进只有75米左右,严重制约矿井安全高效生产。

    有鉴于此,集团公司大胆借鉴国内外隧道地铁盾构机施工技术,创新尝试立井煤矿全断面硬岩掘进机(TBM)作业线施工。自年初在张集矿井下正式投用以来,这条代表着当今煤矿岩巷施工技术装备最先进水平的作业线不断刷新硬岩掘进历史纪录,为集团公司安全高效矿井建设和生产方式转变提供了有力支撑。

    “巨龙”入井非易事

    重达350吨、长70多米的TBM掘进作业线就像一条“巨龙”。想让这套设备深入七八百米深的地层,在狭窄的巷道内进退自如,相信这是几代煤矿人都不敢想像的事情。然而现在,它在淮南矿区变成了现实。

    “这套煤矿全断面硬岩掘进机(TBM),集机械、电子、液压、激光等技术于一体,不但单个部件重、数量多,而且结构复杂,分解开来,能够装满200多辆矿车。”集团公司生产部副总工程师王传兵表示,为了研制这套设备,集团公司跟相关科研院所、生产厂家紧密合作,参考分析国内外专业化制造商的各类盾构机型号特点,结合井下条件反复设计。经过前后数年准备,去年十一月份,这款为立井煤矿全断面硬岩巷道掘进量身打造的设备终于问世。

    如此巨大的设备,如何运抵井下现场?张集矿相关负责人道出了个中情由。原来,早在设计之初,集团公司就充分考虑到了现有矿井的实际条件,TBM部件的尺寸和重量,都是根据矿井罐笼尺寸和载重要求特别设计的。

    在入井过程中,打运队伍根据设备不同部件的结构和尺寸,选用合理的车型进行装车,特殊规格部件焊专用车架,调整装车方向,加垫底座,保证装车、封车牢固可靠;对打运需要经过的运输巷道,提前考虑运输能力,保证满足打运条件。在井下卸车时,由于大型起吊设备井下无法使用,只能采取人工手拉葫芦起吊作业,通过验算确定起吊葫芦数量和型号,控制起吊进度,平稳起吊。

    经过50天的努力,TBM作业线终于在张集矿1413(A)高抽巷顺利安装完毕。1413A高抽巷岩性为全断面石英砂岩,岩石抗压强度大、硬度大,用普通综掘设备根本无法施工。然而,从2015年1月中旬到3月12日,TBM作业线在短短的50多天时间内,累计进尺700米,最高日进尺30.7米,顺利完成了巷道贯通任务。随后,经过二十余天的拆除、打运和重新安装,TBM作业线又于7月1日在1415(A)高抽巷顺利实现转场施工,并在9月份自然月创下546米的硬岩掘进新纪录。 
 
    “TBM作业线在井下顺利完成施工任务,离不开集团公司前期的周密部署,标志着集团公司运用全断面硬岩掘进机(TBM)施工关键技术取得突破。”张集矿生产技术二科副科长张俊卿表示。

    桀骜“龙性”谁能驯

    作为世界首台立井煤矿全断面硬岩掘进机(TBM),不管是对管理技术人员还是一线职工来说,其技术含量都非常高。想要操作、维护好这套系统,必然需要一支技术过硬、素质较强的队伍。从未接触过这套设备的煤矿职工,能够“驯服”这条桀骜的“巨龙”吗?张集矿通过生产实践给出了肯定答案。

    组建一支高素质的队伍成为张集矿完成任务的首要工作。按照集团公司要求,早在TBM作业线安装前,该矿就选派技术骨干向生产厂家了解、学习设备的结构和原理。设备安装前,该矿制定周密的队伍配备计划,从全矿范围内遴选出40名优秀的机电工、维修工以及液压工,组建了开拓七区706队,负责设备操作与维护。

    原综采一队机电队年轻的液压工孔令郑经过公开选聘考试,成为了706队的一员。在此后设备安装、施工期间,他和工友们一起,接受了生产厂家技术人员现场一对一、手把手的细则培训。由于勤奋好学,责任心强,孔令郑被指定负责TBM刀盘机液压系统的检测和维修。在此后的施工过程中,他不仅熟练掌握了刀盘滚刀更换等操作技术,还针对作业过程中滚刀难以拆除更换的问题,与队里一起改进了拆卸滚刀的方法,提高了维修效率。

    “以前很熟悉的综采液压系统组件都很单一,而现在的液压系统布满了形形色色的阀件和传感器,设备的所有操作指令都由各类电磁阀控制,通过控制室集中操作完成。”孔令郑坦言,自从来到开拓七区706队以后,学到很多新知识。

    经过前一阶段的学习和厂家技术人员的配合,706队基本掌握了设备的原理和操作、维修技术,驾驭着驯服的“巨龙”顺利完成1413(A)高抽巷的施工任务。在随后的转场施工中,面对设备PCL自动化控制系统中1300多个接线点,风、水、液压等系统300多条管线的拆除任务,该队仅用二十多天时间就完成了设备拆除任务。

    设备的拆除安装是真正考验技术水平的时候。为保证重新安装不出错,706队将拆除部件统一编号,统一存放管理,打运时对车辆进行编号按照次序打运。据介绍,光是刀盘螺栓就有两千多个,型号有几十种,可以足足装满3矿车。一拆一装,极大地锻炼了队伍。使职工对设备结构、技术掌握更加成熟,操作维护起来也更加便利。根据设备出现的故障,开拓七区编制了《常见故障处理分析》,将每次检修过程都认真记录,职工之间在班前、在现场互相交流提醒。同时定期指定管理重点,集中精力、分类克服难题。

    经过不断磨合,开拓七区706队不但能够快速解决推力异常、PPS导线调整等各类常见问题,还摸索出提高支护效率,优化刀盘清理等多项工艺,为设备性能发挥提供了保证。“以前,现场施工时二十多名厂家技术检修人员帮忙解决问题、服务现场,现在只要一两个人就可以了。”开拓七区706队队长程志说。

    地心深处显“龙威”

    由于TBM作业线系首次在煤矿深部巷道掘进,毫无经验可循。因此,集团公司与张集矿组成的课题组采取边施工边摸索的办法,不断发现问题、解决问题,使TBM作业线在井下最大可能地发挥出了其应有性能,同时也探索总结出了一系列宝贵经验。

    TBM作业线平均日进尺十几米,顶板支护必须及时跟进,因此,合理做好围岩顶板控制就显得非常重要。在前一阶段施工中,巷道出现片帮掉顶的问题,掘进效率受到影响。转场施工时,课题组在层位选择上充分考虑前一阶段巷道顶板处于软分层区域易破碎的问题,选取距离上覆1煤顶板25米的稳定硬岩布置巷道,减少破碎带对掘进效率的影响。在施工过程中,根据理论计算、数字模拟分析以及现场岩性的判断,及时调整支护设计,提高支护效率。

    “TBM能够满足硬岩掘进要求,岩层软弱容易掉顶,支护跟不上,效率上不去,因此掘进时我们提前探明岩性变化,一旦遇到异常,就及时控制设备转速,调整掘进角度。”开拓七区党总支书记王要平说。

    巷道内能否顺利排矸对设备实现快速掘进同样起着决定性作用。为满足排矸要求,课题组对皮带机进行改造,做到单次连续推进进尺15m不需挪移机尾。生产空隙用液压绞车快速拉机尾,增加皮带机机头的储带仓长度,减少加带面次数,全力保障排矸系统顺畅。转场施工时,课题组还在轨道铺设上充分考虑承重能力不足问题,选取标准更高的38kg/m轨道,在U型底板内增加三根轨道,同时使用高强超细水泥对地基及轨道底板进行加固,以增加强度。

    TBM掘进过程中,供电、排矸、压风、洒水、通风,排水、循环水等生产系统必须与TBM保持同步运行,做到无缝对接。为充分发挥设备性能,张集矿组织系统外围维护队伍,全力保障系统顺畅。掘进过程中,针对该设备部分配件消耗较快的实际,提前备足设备材料;采取配置新型大功率除尘风机、增加风量等措施保障现场人员作业安全;要求变电所试检漏、监控探头调校、监控室断电等检修工作集中完成;合理组织生产做到交接班不停机等。由于协助有力,TBM作业线的掘进效率不断获得突破,最终硬岩掘进月进尺取得546米的骄人成绩。

    546米的背后,凝聚着所有参与者的智慧和汗水,凝聚着集团公司推动生产方式转变的决心和魄力。“与普通炮掘相比,TBM作业线生产效率提高5至10倍,实现了传统岩巷掘进技术和装备的历史性突破,同时大幅降低工人劳动强度和安全威胁,为煤矿岩巷快掘机械化积累了宝贵经验。”集团公司生产部副部长张敦喜表示。(唐冠华)
  
    【编后】

    在第66个国庆节到来之际,全断面硬岩掘进机(TBM)作业线在张集矿1415(A)高抽巷9月份进尺达到546米,顺利实现了集团公司年初两会确定的目标,集团公司上下用实际行动为国庆献上一份厚礼。

    消息传来,人心振奋。546米的背后,凝聚着TBM作业线所有参与者的智慧和汗水,凝聚着集团公司推动生产方式转变的决心和魄力。近年来,集团公司面临的内外形势越来越严峻。一方面煤炭利润持续下滑带来巨大挑战,另一方面深部开采让成本越来越高,各种安全威胁越来越大。面对这些问题,集团公司始终以安全高效矿井建设为方向,深入落实技术经济一体化要求,通过推进生产方式转变,让矿井不断向集约型现代化矿井迈进。与普通炮掘相比,TBM作业线生产效率提高5至10倍,实现了传统岩巷掘进技术和装备的历史性突破,同时大幅降低工人劳动强度和安全威胁,为煤矿岩巷快掘机械化积累了宝贵经验。

    提高效率的根本思路在于生产方式的转变,生产方式转变首先要靠机械化。集团公司在硬岩掘进上所做的有益尝试,与国家、行业推进“四化”融合的思路相吻合,与企业推进生产方式转型升级的方向相吻合。相信只要不懈探索持续努力,企业必然能够适应经济新常态,实现健康可持续发展。  

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