百米钢铁“长龙”转过387米U形弯

2024-06-04 17:35:57 来源：科技日报

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近日，在潞安化工集团新元公司9111中位瓦斯抽采巷，一款全断面盾构机一路向前。地下430米深处，这条108米长的钢铁“长龙”成功转过387米长的U形弯，进入新阵地。此举不仅是山西省煤矿企业首次使用盾构机施工小半径U形转弯巷道，还达到了转弯掘进日进尺最高15.1米的佳绩，为岩巷快速掘进积累了宝贵经验。

“与直线掘进相比，转弯掘进对盾构机的机身状态、运输系统和作业步距的要求更高、更精准，再加上巷道内是4度12分的坡度转弯，盾构机体型又长，施工难度和强度是史无前例的。”潞安化工集团新元公司副总经理刘冲告诉记者。

9110、9111两条中位瓦斯抽采巷共长3500米，由两个1/4圆弧接连组成U形巷道。这是潞安化工集团新元公司采用盾构机掘进的第三条作业线。考虑盾构机拆安工程量大、工期长，该公司决定采用U形转弯连续施工方式，以时间换空间，缩短工作面出面周期。

“为确保盾构机转弯无偏差，地质测量人员每天都要对盾构机巷道进行测量定向，随时根据井下实际地质条件和层位对剖面轨迹进行微调，以满足设计和施工需求。本次拐弯段合计调整6次坡度。”潞安化工集团新元公司地质测量部副部长张泽宇告诉记者。

刘冲介绍，与传统炮掘、综合掘进相比，盾构机掘进具有连续性强、作业效率高、环境友好等优点。同时，盾构机掘进巷道成型规整，对巷道围岩稳定性影响小。其自带临时支撑装置和锚杆钻机系统，安全系数高，可有效降低工人劳动强度，提高支护效率。此外，盾构机采用激光导向系统控制巷道掘进方向，可大大降低巷道错线几率，所有数据自动存储，有利于后续科学决策。

今年初，针对9110中位瓦斯抽采巷道即将展开的转弯施工，潞安化工集团新元公司提前规划部署，多次讨论施工流程，综合考虑作业空间等各方面因素，形成一套适用于现场作业条件的施工方案。为了适应小半径转弯掘进，技术人员在对盾构机主机部分的扭矩梁连接件和油缸方向进行调整的基础上，缩短了二运桥架并定制了一批适应转弯的皮带防跑偏装置，将转弯皮带架全部进行地锚固定，使其在转弯过程中抓地更稳。

该条巷道施工负责人高金川向记者介绍，为了确保巷道掘进后掉下的矸石能全部运送出去，盾构机每换步一次，工作人员就要对运输设备进行一次调整，以更好地适应巷道轨迹，确保皮带运行的连续性。

主控室的导向测量数据画面由弧度转为直线，标志着盾构机成功完成第二个弧度的转弯施工，进入9111中位瓦斯抽采巷。潞安化工集团新元公司相关负责人说，此次高质量完成盾构机连续转弯作业，不仅解决了瓦斯抽采巷施工进度缓慢，瓦斯抽采制约采掘衔接的难题，还缩短了巷道掘进工期，降低了巷道支护和设备拆安成本，形成了软岩巷道施工新工法。

据统计，此次盾构机U形转弯共节约成本750万元，为企业高产、高效、高质量发展发挥了积极作用。