百米鋼鐵“長龍”轉(zhuǎn)過387米U形彎

韓榮

近日，在潞安化工集團(tuán)新元公司9111中位瓦斯抽采巷，一款全斷面盾構(gòu)機一路向前。地下430米深處，這條108米長的鋼鐵“長龍”成功轉(zhuǎn)過387米長的U形彎，進(jìn)入新陣地。此舉不僅是山西省煤礦企業(yè)首次使用盾構(gòu)機施工小半徑U形轉(zhuǎn)彎巷道，還達(dá)到了轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)日進(jìn)尺最高15.1米的佳績，為巖巷快速掘進(jìn)積累了寶貴經(jīng)驗。

“與直線掘進(jìn)相比，轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)對盾構(gòu)機的機身狀態(tài)、運輸系統(tǒng)和作業(yè)步距的要求更高、更精準(zhǔn)，再加上巷道內(nèi)是4度12分的坡度轉(zhuǎn)彎，盾構(gòu)機體型又長，施工難度和強度是史無前例的?！甭喊不ぜ瘓F(tuán)新元公司副總經(jīng)理劉沖告訴筆者。

9110、9111兩條中位瓦斯抽采巷共長3500米，由兩個1/4圓弧接連組成U形巷道。這是潞安化工集團(tuán)新元公司采用盾構(gòu)機掘進(jìn)的第三條作業(yè)線?？紤]盾構(gòu)機拆安工程量大、工期長，該公司決定采用U形轉(zhuǎn)彎連續(xù)施工方式，以時間換空間，縮短工作面出面周期。

“為確保盾構(gòu)機轉(zhuǎn)彎無偏差，地質(zhì)測量人員每天都要對盾構(gòu)機巷道進(jìn)行測量定向，隨時根據(jù)井下實際地質(zhì)條件和層位對剖面軌跡進(jìn)行微調(diào)，以滿足設(shè)計和施工需求。本次拐彎段合計調(diào)整6次坡度。”潞安化工集團(tuán)新元公司地質(zhì)測量部副部長張澤宇告訴筆者。

劉沖介紹，與傳統(tǒng)炮掘、綜合掘進(jìn)相比，盾構(gòu)機掘進(jìn)具有連續(xù)性強、作業(yè)效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點。同時，盾構(gòu)機掘進(jìn)巷道成型規(guī)整，對巷道圍巖穩(wěn)定性影響小。其自帶臨時支撐裝置和錨桿鉆機系統(tǒng)，安全系數(shù)高，可有效降低工人勞動強度，提高支護(hù)效率。此外，盾構(gòu)機采用激光導(dǎo)向系統(tǒng)控制巷道掘進(jìn)方向，可大大降低巷道錯線幾率，所有數(shù)據(jù)自動存儲，有利于后續(xù)科學(xué)決策。

今年初，針對9110中位瓦斯抽采巷道即將展開的轉(zhuǎn)彎施工，潞安化工集團(tuán)新元公司提前規(guī)劃部署，多次討論施工流程，綜合考慮作業(yè)空間等各方面因素，形成一套適用于現(xiàn)場作業(yè)條件的施工方案。為了適應(yīng)小半徑轉(zhuǎn)彎掘進(jìn)，技術(shù)人員在對盾構(gòu)機主機部分的扭矩梁連接件和油缸方向進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)上，縮短了二運橋架并定制了一批適應(yīng)轉(zhuǎn)彎的皮帶防跑偏裝置，將轉(zhuǎn)彎皮帶架全部進(jìn)行地錨固定，使其在轉(zhuǎn)彎過程中抓地更穩(wěn)。

該條巷道施工負(fù)責(zé)人高金川向筆者介紹，為了確保巷道掘進(jìn)后掉下的矸石能全部運送出去，盾構(gòu)機每換步一次，工作人員就要對運輸設(shè)備進(jìn)行一次調(diào)整，以更好地適應(yīng)巷道軌跡，確保皮帶運行的連續(xù)性。

主控室的導(dǎo)向測量數(shù)據(jù)畫面由弧度轉(zhuǎn)為直線，標(biāo)志著盾構(gòu)機成功完成第二個弧度的轉(zhuǎn)彎施工，進(jìn)入9111中位瓦斯抽采巷。潞安化工集團(tuán)新元公司相關(guān)負(fù)責(zé)人說，此次高質(zhì)量完成盾構(gòu)機連續(xù)轉(zhuǎn)彎作業(yè)，不僅解決了瓦斯抽采巷施工進(jìn)度緩慢，瓦斯抽采制約采掘銜接的難題，還縮短了巷道掘進(jìn)工期，降低了巷道支護(hù)和設(shè)備拆安成本，形成了軟巖巷道施工新工法。

據(jù)統(tǒng)計，此次盾構(gòu)機U形轉(zhuǎn)彎共節(jié)約成本750萬元，為企業(yè)高產(chǎn)、高效、高質(zhì)量發(fā)展發(fā)揮了積極作用。