
盾构机,本是一种使用盾构法的掘进机,早前多用于隧道施工,它不同于敞开式施工法,旨在掘进的同时构建隧道之“盾”。而今,塔山煤矿公司引入被称之为大国重器的盾构机,又带来了什么样的连锁反应?
自2月5日正式生产以来,8小时单班进尺突破12米,当月进尺(至2月23日)完成180米,19天的时间就完成了以往需要2个月才能完成的掘进任务。其中,3月7日当天掘进进尺突破28.8米,再次刷新煤业集团硬岩巷道单巷日掘进进尺纪录,堪称神速。配合盾构机使用,矿上生产班由原来的18人精简至12人,检修班精简至11人,圆满实现减少人员、提高掘进效率、降低劳动强度目标。

智启新篇 创新解锁发展密码
亮眼成绩单背后不只有“掘”招,还有塔山煤矿公司创新求变的底色和高效发展的成色来支撑。
近年来,塔山煤矿公司因地制宜发展新质生产力,在高端化、智能化、绿色化发展方向的指引下,从理念、管理到技术,全面开启了转型升级之路,持续加强基础研究和关键核心技术攻关,大力推动新技术、新产品、新场景的应用示范:率先构建矿山大数据平台、矿山云图智能决策平台,部署井上下万兆环网,创新性开发二维/三维一体的地质保障系统……矿山的现代化水平得到显著提升。
投产十多年的塔山煤矿公司为国家能源供应作出了卓越贡献。然而综合矿方现有采掘条件与资源长远衔接需求考虑,公司也面临着诸多挑战,高抽巷布置层位全岩,现有队组掘进岩巷经验少,采用传统工法施工岩巷单进水平较低,无法满足当下乃至后期顶板高抽巷掘进。
不创新,哪里会有出路?
经长时间地查阅资料及外出考察,塔山煤矿公司大胆引入盾构技术。这一决策的背后,是对矿业未来发展趋势的深刻洞察和对环境保护责任的坚定担当。
方向定,征途旋即起航;举措出,新局全面开启。
2024年3月,矿上调研团队先后前往太原煤博会、阳泉、淮北等地实地考察,详细了解盾构机设计型号、巷道用途、设备参数以及施工过程中可能会遇到的难题和解决方案。
5月,塔山煤矿公司盾构机掘进岩巷项目立项。煤业集团高度重视,抽调相关专业技术骨干与塔山煤矿公司共同组建了涵盖生产、技术、安全等专业领域的岩巷盾构机实施领导小组,数十次深入一线针对矿井地质条件进行勘查和方案论证,最终选定护盾式技术路线,并形成盾构机掘进岩巷可行性技术论证。
10月完成项目招标,确定联合江苏神盾工程机械有限公司开展技术攻关,重点突破硬岩掘进效率、空顶距控制等关键技术难题,“塔山矿盾构1号”就此出世。
从画图纸到实体制造的几个月时间里,调研团队和厂家技术员线上线下频繁交流,只为确保各部件精准符合矿井实际需求。
2025年1月9日,“塔山矿盾构1号”成功通过验收并下线,项目进入实施阶段。
回顾塔山煤矿公司就“塔山矿盾构1号”“加盟上岗”前期各项工作进度,挑战与考验并存。时间紧迫,进度完成度却顶格拉满。

大干快上 项目征程快马加鞭
用来安置、组装和调试“塔山矿盾构1号”的硐室是一个经精心设计和加固的半圆拱形空间。
硐室建造伊始,塔山煤矿公司相关技术团队首先对复杂的地质条件进行详尽地勘探与分析,确保施工巷道的科学性与安全性。后续,在地下环境中,克服上覆采空区积水、层间距和围岩稳定性等重重困难,逐渐摸索出一套行之有效的施工方案:通过在隔壁5320巷施工钻孔开展围岩窥视作业,精准探寻稳固的K3砂岩层位,以此为8320高抽巷的掘进提供指导;经勘探,全长66.8m的8320高抽巷盾构机始发及安装硐室段要历经6次断面变化,这期间,施工队组严格依照给定的中腰线进行施工,精确把控每一个断面变化的节点位置,以及时调整支护形式;当巷高超过4米,便采用分层掘进方式进行。
历时一个月,最终施工出高6.2米、最宽处达5.6米、面积34.7平方米的硐室,完美接棒陆续抵达的盾构机设备,装配工作如期开展。
这个硐室既是盾构机的起点,也是其“作战基地”。
1月12日,第一车刀盘组件到公司。
1月13日举行入井仪式,盾体及其他构件陆续到货。
1月14日,盾构机组装工作正式拉开序幕。
“设备长、重、多,如何顺利入井本身就是个难题。”前期负责运输工作的生产车队队长李俊杰说道,“盾构机多数零部件形状不规则、体积大、吨位重,对运输条件要求极高,稍有不慎就可能造成零部件磕碰损坏,影响安装进度。为此,早在确定设备时,领导小组便与厂家探讨过运输方式,敲定不拆解大型关键设备,由两辆铲车并行运输到安装位置直接进行组装。”时间紧、任务重,至1月25日,组装和调试工作圆满完成,并顺利通过试运转和公司组织的验收。此次运输加组装工作仅耗时10天,刷新了国内同等型号盾构机组装的最快纪录。

磨合提质 安全效率双翼齐飞
阶段性的成绩令人备受鼓舞,实际面临的困难还有很多。
随着2月5日进入正式生产阶段,要确保盾构机作业的稳定性和地质适宜性,塔山煤矿公司成立了由董事长任组长的盾构机运行专班,负责及时协调解决每日盾构机在运行过程中遇到的问题,保证生产运行正常。穿层过程中实行矿领导、业务部门“两级盯班制”,对盾构机运行实施提级管控;针对施工中存在的问题坚持立行立改。
彼时,当班人员、设备及作业环境正处于深度磨合与适应性调整的关键阶段,矿上技术员展现出高度的专业素养与创新精神,攻克了一个个技术难题。
尽管盾构机机身自带全站仪,但在实际掘进过程中,仍出现了掘进路径与地测管理部给定中线存在偏差的情况,面对这一问题,矿上技术员迅速响应,及时通知厂家对盾构机掘进方向进行调整,并且主动出台了矿地测部每隔50米进行一次导线修正的措施,以保障后续掘进方向的准确性。
有着20多年工龄的掘进队队长李旭红,自盾构机入井开始,每天下井巡查盾构机运行情况。面对这个“稀罕物件”,他既充满好奇又倍感责任重大。“在穿层施工过程中,我们发现临时支护与顶板之间存在间隙,无法紧密贴合,这直接影响了掘进的安全和进度。”李旭红回忆道,“面对这一问题,我和几位机电‘大拿’、技术员立即行动连夜商讨方案,最终决定在指定护盾上进行二次加工。那段时间,大家井下现场、办公室两地跑,天还没亮就和队组一起下井,现场测量数据、观察设备运行情况,天黑后才出,井匆匆吃口饭就回到办公室画图、修改方案,天天忙到深夜,好在成功解决了支护与顶板贴合的难题。这是我们自己的设计,能为项目贡献力量,心里特别有成就感。”现在,公司已经联系到厂家,按照技术员的设计方案进行加工制作,为后续施工奠定了坚实基础。
“自设备入矿以来,职能部门相互配合,结合各自分管专业特点,为充分发挥‘塔山矿盾构1号’的作用提思路、想办法、添措施,全力协助掘进队组开展好生产工作。从盾构机运行以来单日最高掘进28.8米的成绩来看,塔山煤矿公司正式进入了硬岩巷道快速掘进的新阶段,这也为破解日后采掘接续紧张难题、推动矿井高质量发展注入了强劲动能。”公司生产技术部副部长李财隆说道。
一次次碰头商讨,不仅仅是对盾构机后续工作的安排部署,更是塔山煤矿公司凝聚共识形成合力、拓宽视野创新求变的激励和见证。
当下,“塔山矿盾构1号”成功应对了穿层施工中的复杂地质状况,顺利进入了目标层位。结合高抽巷实际条件,塔山煤矿公司相关人员先后提出了多条优化改造建议。优化后的盾构机,自主加工了相应的物料框,有效提升了设备的标准化管理水平;在钻机操作平台上铺设皮带,不仅有效防止作业区域人员打滑,还便于及时清理打钻过程中流出的煤渣,作业安全性和效率均得到提升,使得日进尺稳定在20米左右。

破岩逐梦 数据书写掘进传奇
3月7日,距离“塔山矿盾构1号”入井正式生产已有整整一个月的时间,记者跟随机掘一队技术员乔喜进入8320高抽巷步行500多米,终于来到了这个“钢铁巨兽”面前。此时的盾构机正处于正常检修状态,84米长、164吨重、两人高的机身,记者一步步从盾构机三运皮带机头走到破岩出渣的刀盘后方平台,切身感受国产重型装备带来的那种震撼力。在强光灯的照亮下,盾构机瞬间占据视野,通体红白黄蓝四色相间,醒目易识别,钢铁外壳反射出冷冽的光泽,宛如一条盘踞在巷道里的巨龙。随着生产指令下达,巨大的刀盘缓缓旋转,震感瞬间从脚底直冲全身,空气中弥漫着泥土和机油的气息。巨大的体型、低沉的轰鸣、强烈的震动以及工人们的紧张操作,共同构成了一幅现代化井下掘进的生动画面。
这也是塔山煤矿公司继智能化煤矿建设项目后又一推进企业高质量发展的“新引擎”。
“带有滚刀的刀盘靠向前的推力和刀具旋转的挤压力将硬岩石‘咀嚼吞食’,刀盘铲刀将剥落成小块的碎石带到刀盘中心溜渣槽,刀盘转动,碎石落到转载机上通过皮带源源不断地向后输送,皮带司机只需要在设备尾部静静等待碎石渣土到来即可。总控室也只需一名员工操作,整台设备通过液压系统缓缓向前推进。开挖期间,当班的所有人都在永久支护的保护下安全作业,不止如此,因为设备上设有除尘系统,让往日巷道推进常见的煤灰粉尘都减少了不少。”乔喜详细介绍着“塔山矿盾构1号”的运行原理。
自始发以来,这台开挖直径3.53米,集掘进、出渣、支护、除尘、导向等多功能于一身的盾构机,屡次刷新煤业集团硬岩巷道单巷掘进进尺的最高纪录。其中,3月7日单日进尺突破28.8米,更是将纪录推向了新的高度。
向创新要动力者,终将凿穿一切艰难险阻,抵达光明的未来。
“塔山矿盾构1号”的投入使用,在塔山煤矿公司乃至煤业集团公司的发展进程中都堪称一个关键里程碑。它为高效解决长期以来制约岩巷施工的难题提供了有力手段,对推动企业安全生产和可持续发展意义深远。
下一步,塔山煤矿公司将在煤业集团“一优三减”的动员号召下,不断增强核心功能,持续提升核心竞争力,全面梳理并深入总结“塔山矿盾构1号”在安装、调试及运行阶段的卓越经验与创新做法,形成一套标准范式,为不久后“加盟”的开挖直径达5.53米的新盾构机的顺利投用“打好样儿”,确保其能迅速融入高抽巷作业流程,高效发挥效能。