隧道机还能这么玩

2022.10.10 中国矿业报

　　——看山东能源正通煤业是如何实现高效掘进的

　　◎ 栗娟弋永杰李丹佳迪

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　　全断面硬岩隧道掘进机有效破解了正通煤业复杂地质条件快速掘进难题，同时在高质量生产、灾害治理、绿色智能矿山建设等方面起到了“催化剂”作用，推动了矿井提前实现分区通风，同步实现双面生产。

　　地下800米深处，陕西咸阳长武县，暗淡的通道里，山东能源西北矿业正通煤业西区辅运大巷，一台长龙似的机器正在轰然作响，乌黑发亮的煤炭通过传送带源源不断地向后传输。几个穿着黑胶靴深蓝工作服的工人间或巡视查看，全然不见以往头灯矿灯聚集、手执风镐手工作业的场景。这个长167米、直径6.53米的大机器，就是该矿率先使用的我国首台矿用立井最大直径全断面硬岩隧道掘进机（TBM）。

　　像这样先进的“大家伙”，正通煤业已经用上了3套。科技重器的加持，大大加快了掘进速度，产量、安全“双提高”，矿井也实现了由常年亏损到大幅盈利的美丽嬗变。

　　TBM集机、电、传感、信息等技术于一体，能够同时完成破岩、支护、出渣等多项任务，实现工厂化流水线作业，具有安全性能好、成巷质量高、掘进速度快等优点。这个原本是用于“打隧道”的利器，正通煤业充分利用其特点优势，将它创新性地应用在了煤矿掘进上，且效果非常好。

　　正通煤业公司煤矿煤质优良，井田范围广、面积大，但资源赋存不均衡，需施工大量岩巷进行沟通联络。受冲击地压影响，盘区大巷全部布置在岩层中，开拓工程量巨大。如何提高开拓大巷掘进速度是解决生产接续紧张的关键。在此背景下，经过充分调研考察和技术论证，煤矿决定引进TBM，以实现快速掘进，缓解矿井生产接续紧张局面。

　　2017年3月，他们首次提出“TBM应用于煤矿井下开拓大巷施工”的课题；2018年9月，确定设备制造单位；2020年5月，首台TBM设备开始进场；2020年9月，首台敞开式TBM在西区辅运大巷开始试掘进；2021年7月，第二台双护盾式TBM应用于泄水巷掘进；2022年5月，第三台敞开式TBM用于西区1#回风大巷掘进。

　　“要想保证矿井生产正常接续，就必须突破掘进效率瓶颈，这也是我们企业生存发展的首要命题。”正通煤业总经理张金魁介绍，他们把科技创新作为主抓手，着手探索快速掘进的方法，经过反复优化改造，2020年11月，井下西区辅助运输巷成功应用了国内首台立井最大直径敞开式TBM。

　　“一台设备就替代了我们好几个作业岗位，掘进效率同比提高近3倍。”应用仅两个月，TBM就实现单月进尺突破300米，现在更是稳定在单日进尺12米以上。

　　第一台TBM取得巨大成功，尝到甜头的正通煤业，面对泄水巷长距离开拓巷道难题，再次引进了第二套、第三套TBM，保证生产高效进行。

　　据介绍，TBM有效破解了正通煤业复杂地质条件快速掘进难题，极大提升了掘进工作效率。“首台TBM自2020年9月18日试掘进以来，累计完成进尺5084米，最高日进尺18.2米，最高月进尺377米。第二台TBM在四盘区并联泄水巷掘进巷道2090米，最高日进尺21.3米，最高月进尺401米，平均348米/月。”正通煤业公司党委副书记、总经理张金魁说。

　　掘进速度快，掘进质量、掘进安全性也高。“TBM的应用，在围岩稳定情况下，不会出现巷道超欠挖情况，巷道成型更容易把控，用料更省，‘十条线’标准更易把控。”正通煤业副总经理宋晓林告诉记者，“TBM设有液压支架防护系统，如同为职工搭建了‘安全屋’，安全系数大大提高，而且操作起来非常省力。”另外，TBM掘进实现了迎头的全封闭，杜绝迎头片帮和人员靠近掘进机截割部带来的安全风险，掘进期间粉尘大幅减少，作业环境明显改善，同时由于不再使用火工品，也杜绝了爆破事故的发生。

　　数台TBM在正通的成功应用，还在业界产生了很好的引领示范作用。“隧道机还能这么玩！”由于TBM的成功实践，煤矿先后受邀参加了中国煤炭建设协会专题会议并作汇报，亮相陕西省创新创业博览会，并入选中国煤炭工业协会2021年标杆案例，多个项目在各类评比中获奖，引领示范作用不断放大。

　　“TBM在高质量生产、灾害治理、绿色智能矿山建设等方面起到了‘催化剂’作用，推动矿井提前实现分区通风，同步实现双面生产，矿井发展水平大步迈上新台阶。”正通煤业党委书记、执行董事王海宾介绍。目前他们从施工工艺、设备安装、安全管理三个方面与中国煤炭工业协会研究制定TBM煤矿行业标准，推动TBM实现模块化、简单化、专业化和流程化，向着“用工300人、月进1100米”的高效掘进目标稳步迈进，“让科技在井下发挥更大作用”。