9月30日,陕西延长石油矿业有限责任公司向安徽省属企业中煤三建市政公司发来贺信,祝贺由该公司承建的国内首个采用敞开式TBM施工的煤矿斜井项目——陕西榆林可可盖主斜井井筒掘砌工程顺利完成5335米主斜井掘进任务。
据了解,在此之前,国内主要采用钻爆法和综掘法进行斜井施工,工期长、安全风险高、围岩扰动大、施工质量难以控制等难题,严重制约着煤炭资源开发和优质产能释放。为顺应国家高质量发展的要求,陕西延长石油矿业有限责任公司率先开启智能化建井新模式。同时作为国内煤矿建设行业的龙头企业,安徽省属企业中煤三建市政公司主动适应新形势,联合延长石油公司、铁建重工等开启了我国煤矿智能化建设的技术攻关。
可可盖主斜井区间长度5.3公里,6度下坡,完成整个区间作业意味着TBM设备距离地面的垂直距离要达到540米左右。TBM将穿过洛河组富水岩层,该岩层具有涌水量大、遇水泥化,强度不足以支撑设备推进力等特点,稍有不慎就会造成栽头、塌方、涌水、设备被埋和井筒报废等风险。
为了解决这些难题、满足施工需求,建造之初,设计者们便根据地层特点,对TBM机头设计减重50吨,有效降低栽头风险。同时,在采用敞开式TBM换步时,可重新调整主梁位置,以降低井筒坡度变化引起的卡机风险。同时针对涌水问题,增加二级排水系统,有效将洞内积水排到地表。
2021年3月31日,国内首台矿用斜井敞开式TBM设备在长沙下线,标志着由中煤三建市政公司承建的陕西延长石油榆林可可盖煤矿主斜井施工正式拉开序幕。为安全、快速、高质量完成此工程,中煤三建市政公司在中标后,立即成立专家团队,进行整体谋划,制定详细的方案设计,并在施工的过程中不断优化,最终形成了可可盖煤矿主斜井敞开式TBM施工关键技术。
自2021年5月底TBM设备步进至始发硐室试掘进以来,中煤三建市政公司建设人员克服重重困难,历时10个月零9天完成5335米主斜井掘进任务,平均月度进尺509.7米,高速高效完成主斜井掘进任务。在TBM设备组装期间,仅用时35天完成设备组装调试,打破同类TBM组装时间最快纪录。掘进施工中克服洛河组大面积顶板离层掉落、淋水大、砂泥岩互层糊刀盘、长距离辅助运输和连续出矸等一系列难点,在2021年8月、11月分别创出掘进进尺522.04米和812.6米的全国纪录。
同时,作为目前矿建领域智能化转型的典型应用,中煤三建市政公司首先在可可盖项目引入了“智慧化平台管理系统”,率先在业内建成5G+智慧工地。该系统应用了物联网、大数据、云计算等前沿科技,智能化设计多达21项,实现了矿井建设“人—机—环—管—法”的实时、精细、智能管控,创建了全面感知、实时互联、自主决策、智能控制、持续优化的智能化控制新模式,变革了中深部矿井开拓方式,创新了复杂地层斜井敞开式全断面智能掘进安全保障关键技术。
可可盖主斜井TBM项目的顺利、高效完成,变革了传统建井工艺技术,填补了煤矿智能化建设的技术空白,实现了我国煤矿智能化建井基础理论、技术装备和工程实践的新突破,在为我国煤矿开发建设提供了智能化建井新模式的同时,也带来了可观的经济和社会效益。作为安徽省属企业的一张闪亮的名片,中煤三建市政公司再次在西北大地奏响了嘹亮赞歌。(刘书卫)