在陕西延长石油榆林可可盖煤矿,有着国内最大的煤矿主斜井——井筒设计长度5500米,高差约537米。如何在井下长距离斜巷掘进过程中,保证渣土的高效率、连续性运输,成了行业头等难题之一。今年5月,在上海煤科提供的TBM配套长距离连续输送机帮助下,这一难题被彻底解决,并创造了TBM月掘进进尺812.6米的全国纪录,大大提高了煤矿井下斜巷掘进效率。
TBM被称为全断面硬岩隧道掘进机,常用于岩石地层隧道的快速掘进。上海煤科运输中心总经理戴建立介绍说,过去煤矿掘进过程中,一般采用矿车来运输渣土,这种非连续性的运输方式不但运量小,效率低,还存在安全隐患。而普通TBM配套连续带式输送机虽然效率更高,但大多数都是近水平运输,要想运用在长度5500米、高差达537米且作业强度更大、作业环境更差的煤矿井下斜井中,对TBM配套连续输送机的功率、结构等都是巨大的挑战。
据介绍,从2017年,上海煤科就开始着手TBM配套长距离连续带式输送机的研发,并在成都地铁、青岛地铁、中铁11局等TBM隧道工程中得到了应用。由于煤矿井地下地形复杂,需要穿过透水层、断崖层等地形,并且维护条件复杂,对设备的稳定性和可靠性要求极高。此外,5500米的运输长度和537米的高差,要求设备功率高达一般带式输送机的近10倍,使得TBM配套连续输送机的结构远比一般带式输送机复杂得多。
更重要的是,随着TBM不断往前推进,要求带式输送机机尾在不停机条件下跟随TBM一同向前延伸。因此,上海煤科为了满足同步延伸的个性化需求,创新设计了六维度自动对中同步延伸机尾装置,自动检测滚筒位置状态,三组油缸自动调整机尾滚筒六维度位置,有效防止机尾装置在同步延伸过程的跑偏。
在上海煤科研发团队的不断努力下,连续带式输送机创新设计了自动双托轮改向托辊装置、大容量多层储带装置、自动放带装置以及机尾不停机辅助延伸装置,实现了带宽1m、运量560t/h、带速3.15m/s、长度5500m、倾角5.6°、储带长度500m的优秀运输性能。
TBM配套连续输送机在国内最大煤矿主斜井中的应用,实现了井下长距离斜井掘进过程中渣土的连续运输,并将掘进效率提高了近3倍,大大提高出渣效率,加快施工进度,帮助可可盖煤矿主斜井井筒掘进施工创出TBM月掘进进尺812.6米的全国纪录,标志着我国煤矿井下(斜井)快速掘进效率进入新台阶。为此,中煤第三建设(集团)有限责任公司可可盖煤矿还特地发来感谢信。
此外,近几年,上海煤科坚持满足用户个性化需求,不断进行技术创新升级,将研制的TBM/盾构配套连续带式输送机推广到煤矿、引水工程、城市管廊、地铁隧道等多个工程项目上,取得了良好的社会效益和经济效益。该产品技术成果曾获2021年度中国煤炭工业协会科学技术一等奖。
