在陜西延長石油榆林可可蓋煤礦,有著國內最大的煤礦主斜井——井筒設計長度5500米,高差約537米。如何在井下長距離斜巷掘進過程中,保證渣土的高效率、連續性運輸,成了行業頭等難題之一。今年5月,在上海煤科提供的TBM配套長距離連續輸送機幫助下,這一難題被徹底解決,并創造了TBM月掘進進尺812.6米的全國紀錄,大大提高了煤礦井下斜巷掘進效率。

TBM被稱為全斷面硬巖隧道掘進機,常用于巖石地層隧道的快速掘進。上海煤科運輸中心總經理戴建立介紹說,過去煤礦掘進過程中,一般采用礦車來運輸渣土,這種非連續性的運輸方式不但運量小,效率低,還存在安全隱患。而普通TBM配套連續帶式輸送機雖然效率更高,但大多數都是近水平運輸,要想運用在長度5500米、高差達537米且作業強度更大、作業環境更差的煤礦井下斜井中,對TBM配套連續輸送機的功率、結構等都是巨大的挑戰。

據介紹,從2017年,上海煤科就開始著手TBM配套長距離連續帶式輸送機的研發,并在成都地鐵、青島地鐵、中鐵11局等TBM隧道工程中得到了應用。由于煤礦井地下地形復雜,需要穿過透水層、斷崖層等地形,并且維護條件復雜,對設備的穩定性和可靠性要求極高。此外,5500米的運輸長度和537米的高差,要求設備功率高達一般帶式輸送機的近10倍,使得TBM配套連續輸送機的結構遠比一般帶式輸送機復雜得多。

更重要的是,隨著TBM不斷往前推進,要求帶式輸送機機尾在不停機條件下跟隨TBM一同向前延伸。因此,上海煤科為了滿足同步延伸的個性化需求,創新設計了六維度自動對中同步延伸機尾裝置,自動檢測滾筒位置狀態,三組油缸自動調整機尾滾筒六維度位置,有效防止機尾裝置在同步延伸過程的跑偏。

在上海煤科研發團隊的不斷努力下,連續帶式輸送機創新設計了自動雙托輪改向托輥裝置、大容量多層儲帶裝置、自動放帶裝置以及機尾不停機輔助延伸裝置,實現了帶寬1m、運量560t/h、帶速3.15m/s、長度5500m、傾角5.6°、儲帶長度500m的優秀運輸性能。

TBM配套連續輸送機在國內最大煤礦主斜井中的應用,實現了井下長距離斜井掘進過程中渣土的連續運輸,并將掘進效率提高了近3倍,大大提高出渣效率,加快施工進度,幫助可可蓋煤礦主斜井井筒掘進施工創出TBM月掘進進尺812.6米的全國紀錄,標志著我國煤礦井下(斜井)快速掘進效率進入新臺階。為此,中煤第三建設(集團)有限責任公司可可蓋煤礦還特地發來感謝信。

此外,近幾年,上海煤科堅持滿足用戶個性化需求,不斷進行技術創新升級,將研制的TBM/盾構配套連續帶式輸送機推廣到煤礦、引水工程、城市管廊、地鐵隧道等多個工程項目上,取得了良好的社會效益和經濟效益。該產品技術成果曾獲2021年度中國煤炭工業協會科學技術一等獎。