中煤矿建集团:聚焦矿山TBM施工 擦亮“数智化”建井新名片
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转自:新华财经
近年来,中煤矿建集团积极做好“数智化”转型升级文章,将“矿山TBM施工”纳入“十四五”战略规划中,努力提升企业核心竞争力。在多个矿井建设过程中,中煤矿建集团开展了一系列技术创新和攻关,研发了一批先进技术和设备,并着力建设一批矿建领域“数智化”转型优质项目,取得了显著成效。
中国煤矿巷道TBM施工的先行者
2021年3月31日,陕西榆林可可盖矿井及选煤厂项目开工,成为国内外首个采用敞开式TBM施工的煤矿斜井,开创了煤矿斜井采用敞开式TBM施工先例。施工过程中,技术团队不断摸索掌握新技术、新设备、新工艺。
前期施工进展异常艰难。为应对涌水难题,技术团队采用双回路电源、双回路排水管路、分级排水方案,有效遏制了井筒涌水流入TBM迎头,解决出渣拉水、皮带打滑难题,确保TBM施工过程中排水系统安全稳定可靠。在掘进至洛河组砂岩与安定组泥岩过渡带中,突遇接触面风化严重,出现碎顶、塌腔及片帮,技术人员改变支护方式,采用搭设钢拱架+组合锚索+W钢带+钢筋排支护施工,快速解决了过渡段问题。
TBM设备
经过技术团队的艰苦攻坚,这一全新概念的煤矿巷道施工技术已经能够被中煤矿建集团熟练掌握和运用。2022年9月30日,可可盖项目提前10个月完成5335米TBM掘进任务,平均月进尺517.96米,并作为典型应用被第三届中国煤炭建设科技大会主旨报告选用。
中国煤矿巷道TBM施工的探索者
2023年12月6日,第三届中国煤炭建设科技大会在深圳召开。中煤矿建集团在大会分享了《煤矿长距离斜井TBM施工技术》等最新研究及“数智化”转型成果,获得专家学者的一致认可。
为提升煤巷施工机械化和智能化水平,中煤矿建集团在煤矿巷道施工中引入TBM施工技术,打造机械化作业线和TBM掘进系统。掘进过程实现地面远程操控,井下作业人员仅需进行部分辅助作业。掘进、支护、出渣等主要工序90%以上实现了自动化、智能化,井下人员减少了40%,从根本上消除安全隐患。
“这是一套超级‘聪明’的TBM掘进系统。”可可盖项目副总工程师陈伟说。集团构建的TBM掘进系统应用了物联网、大数据、云计算等前沿科技,智能化设计多达21项,实现了集“探—掘—支—锚—运”于一体的协同作业模式与智能控制系统。
研发煤矿巷道建设智慧管理系统,推进信息贯通、数智升级“双轮驱动”。集团结合煤矿巷道施工实际,研发了“数字指挥调度平台”,打造了包含感知层、网络层、服务层和应用层等结构的矿井建设物联网架构,搭建起基于BIM可视化生产管理运维系统,实现井上、井下全方位智能化管理,树立了智能化建井的新标杆。
5G+智慧工地
截至2023年底,中煤矿建集团已编制、申报煤矿巷道TBM施工工法4部,已授权实用新型专利20余项,发明专利8项,发表核心论文10余篇;主编了《煤矿巷道TBM施工及验收规范》和《矿山斜井敞开式TBM下行施工技术规程》,参与编写行业标准3项。其中《煤矿超长斜井全断面掘进智能化建设关键技术与装备》获中国煤炭工业协会科技进步一等奖。
中国煤矿巷道TBM施工的奋进者
2021年8月6日,淮南顾桥煤矿安全改建及二水平延深二期工程开工。针对该项目地层复杂、高地压、高地热的特点,技术人员从加强超前地质预报、支护加固、设备完善、施工组织及管理等几个方面采用可行性方案施工,取得国内首次煤矿TBM小半径拐弯施工的突破性成功,这标志着我国煤矿巷道TBM施工在组织方法、施工技术、施工手段、专业化队伍建设上实现了新的跨越。
井下施工
TBM技术团队负责人申五刚介绍:“在我们施工的TBM项目中,既有一期缓坡斜井施工,也有二、三期岩巷施工;既有敞开式TBM工法,也有护盾式TBM工法,都取得了良好效果。在施工过程中,先后攻克了高地压、高地热、多构造等施工难题,解决了45米小半径转弯的技术难点,征服了18°大倾角下山施工的极限挑战,已形成了一套成熟的煤矿TBM施工体系。”
2023年4月20日,中煤矿建转战陕西核桃峪煤矿东翼回风大巷工程。该巷道全长2.6千米,周边地质复杂,存在断层软岩破碎带、支护难度大、长距离掘进等施工难点。为保证TBM正常掘进,技术团队深入做好TBM施工技术和组织管理工作策划。同年12月8日,经过项目干部职工28天的昼夜奋战,TBM设备安装调试完成,并一次试掘进成功,刷新了同直径TBM安装工期,被业主评价为“矿用TBM安全高质量装机样板”。(张浩天 王雷)
编辑:赵鼎