?——中煤三建市政公司創(chuàng)造新疆首例煤礦TBM 80米小半徑轉(zhuǎn)彎
2025-12-26 17:47:31
在新疆拜城縣的天山腹地，中煤三建市政公司承建的東興泰煤礦改擴建項目現(xiàn)場，一臺直徑5.53米、重達數(shù)百噸的TBM（全斷面巖石掘進機）正轟鳴作響。2025年12月，這臺鋼鐵巨龍成功完成了一項行業(yè)壯舉——在80米小半徑的急彎中精準實現(xiàn)90°轉(zhuǎn)向，順利進入+1500m運輸石門施工。這一突破不僅填補了新疆地區(qū)煤礦井巷TBM小半徑彎道施工的技術(shù)空白，更在復雜地質(zhì)條件下書寫了礦建工程的創(chuàng)新傳奇。
一、80米轉(zhuǎn)彎有多難
80米的轉(zhuǎn)彎半徑，在煤礦井巷施工領(lǐng)域堪稱“極限挑戰(zhàn)”。普通地鐵隧道的最小轉(zhuǎn)彎半徑通常在300米以上，公路隧道更是達到500米以上，而對于長度超過百米的TBM來說，這樣的小半徑轉(zhuǎn)彎無異于“讓加長卡車在狹窄巷子里精準調(diào)頭”。更棘手的是，該項目所在的拜城礦區(qū)地處天山腹地，不僅是煤炭資源富集區(qū)，更是地質(zhì)條件復雜的典型代表——頂板破碎、圍巖穩(wěn)定性差，頻繁出現(xiàn)片幫現(xiàn)象，且地壓大，給TBM轉(zhuǎn)彎施工帶來了多重安全隱患。
與公路、鐵路隧道相比，煤礦巷道施工線路轉(zhuǎn)彎多、空間極度受限、地質(zhì)條件復雜多變、施工環(huán)境惡劣，施工難度呈幾何級增加。在小半徑轉(zhuǎn)彎過程中，TBM機身、后配套系統(tǒng)與巷道壁之間極易產(chǎn)生干涉，輕則導致設(shè)備卡滯、姿態(tài)失控，重則可能引發(fā)頂板坍塌、設(shè)備損壞等嚴重安全事故。本項目設(shè)計的轉(zhuǎn)彎段長度達125.6米，轉(zhuǎn)彎角度90°，加之破碎帶地層的影響，TBM在轉(zhuǎn)向過程中既要克服設(shè)備自身的剛性限制，又要應(yīng)對圍巖變形帶來的不確定風險，技術(shù)難度在國內(nèi)煤礦TBM施工中實屬罕見。
更嚴峻的是，新疆地區(qū)此前并無煤礦井巷TBM小半徑彎道施工的成熟案例，項目團隊面臨著“無先例可循、無經(jīng)驗可借鑒”的困境。地壓大的問題在轉(zhuǎn)彎過程中尤為突出，圍巖在應(yīng)力作用下易發(fā)生變形，若不能及時監(jiān)測并調(diào)整施工參數(shù)，極易導致盾體被卡，影響施工進度與安全。
二、80米轉(zhuǎn)彎怎么轉(zhuǎn)
面對前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)，公司領(lǐng)導高度重視，項目班子具體負責，項目黨員骨干主動請纓，組建了專項攻關(guān)組，一場為期一個月的技術(shù)攻堅戰(zhàn)全面展開。從模擬推演到設(shè)備改造，從精準控制到工藝創(chuàng)新，項目團隊層層突破，走出了一條“定制化解決方案”的攻堅之路。
在轉(zhuǎn)彎施工啟動前，攻關(guān)組就聯(lián)合設(shè)備廠家技術(shù)團隊，結(jié)合現(xiàn)場工況，進行了多次的轉(zhuǎn)彎模擬推演。先后預判了盾體卡滯、刀盤偏移、姿態(tài)失控、臺車侵限等多種可能出現(xiàn)的問題，并針對性地制定了多項關(guān)鍵性設(shè)備改造與調(diào)整方案：拆除干涉嚴重的接渣平臺并設(shè)置臨時導渣槽，斷開機載單軌吊系統(tǒng)并采用臨時起重設(shè)備替代，將導向激光靶移至主機護盾內(nèi)側(cè)并重新校準，對連接橋與主機搭接平臺實施“局部改造+臨時支撐”，拆除除塵風機左側(cè)通道并優(yōu)化通風路徑，在皮帶機兩側(cè)加密抗偏輪和壓帶輪，提前安裝擴刷刀對巷道斷面進行局部擴挖，為設(shè)備轉(zhuǎn)彎創(chuàng)造必要空間。
施工過程中，團隊建立了“自動+人工”雙重監(jiān)測保障體系。在原有自動監(jiān)測基礎(chǔ)上，增設(shè)12個人工監(jiān)測點，加密監(jiān)測頻率，每日人工測量復核設(shè)備智能導航系統(tǒng)反饋的位置偏差，實現(xiàn)盾體姿態(tài)動態(tài)反饋。針對頂板破碎、地壓大的問題，創(chuàng)新采用“超前注漿+機械手支護”的聯(lián)合支護工藝，通過優(yōu)化注漿材料配比，將破碎巖體的固結(jié)時間縮短了40%，同時用機械手輔助安裝支護構(gòu)件，支護作業(yè)效率提升60%，有效控制了圍巖變形。
轉(zhuǎn)彎攻堅啟動后，施工團隊先在直線段進行了為期一周的適應(yīng)性調(diào)整，對設(shè)備各項參數(shù)進行精細化校準。進入彎道后，每推進300mm換步一次，每100mm調(diào)整一次撐靴油缸行程，每2米進行一次全站儀人工測量復核，通過精準控制左右撐靴位移差和扭矩油缸位移差，實現(xiàn)TBM的靈活調(diào)向與糾偏。當TBM進入轉(zhuǎn)彎段30米時，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示盾體出現(xiàn)輕微偏移、護盾壓力異常，現(xiàn)場技術(shù)團隊迅速響應(yīng)，僅用兩小時就將盾體姿態(tài)調(diào)整至正常范圍，并及時優(yōu)化支護參數(shù)，成功化解了地壓帶來的風險。
在出渣系統(tǒng)保障方面，針對長距離小半徑轉(zhuǎn)彎中易出現(xiàn)的皮帶打滑、運輸效率低等問題，團隊增設(shè)了“智能張緊+防跑偏”控制系統(tǒng)，通過實時監(jiān)控并自動調(diào)節(jié)皮帶張力，有效解決了打滑難題，出渣效率提升30%，為連續(xù)掘進提供了堅實保障。
三、80米轉(zhuǎn)彎的成效
80米小半徑精準轉(zhuǎn)彎的成功，不僅驗證了項目團隊的技術(shù)實力，更帶來了顯著的施工成效與行業(yè)價值。這一關(guān)鍵節(jié)點的突破，為礦山領(lǐng)域復雜地層TBM小半徑轉(zhuǎn)彎施工提供了可復制、可推廣的技術(shù)經(jīng)驗，填補了新疆地區(qū)相關(guān)施工領(lǐng)域的技術(shù)空白。
對于行業(yè)發(fā)展而言，此次80米小半徑彎道施工的成功，拓展了TBM在復雜地質(zhì)條件下的應(yīng)用邊界。項目團隊在攻堅過程中形成的設(shè)備改造方案、動態(tài)監(jiān)測體系、聯(lián)合支護工藝等技術(shù)成果，為國內(nèi)類似地質(zhì)條件下的煤礦井巷小半徑轉(zhuǎn)彎施工提供了寶貴的實踐經(jīng)驗。
經(jīng)濟與社會效益同樣突出。定制化的設(shè)備改造與工藝創(chuàng)新，不僅解決了小半徑轉(zhuǎn)彎、地質(zhì)破碎、地壓大等技術(shù)難題，更優(yōu)化了施工流程，縮短了工期?！俺白{+機械手支護”“智能張緊+防跑偏”等創(chuàng)新工藝的應(yīng)用，不僅提高了施工效率，更降低了材料損耗與人工成本，為項目節(jié)約了可觀的施工費用。同時，TBM施工實現(xiàn)了掘進與支護一體化，減少了巷道開挖過程中的圍巖擾動，有效保護了周邊地質(zhì)環(huán)境，符合綠色礦山建設(shè)的要求。
市政公司進入新疆東興泰煤礦改擴建項目TBM施工以來，高標準、嚴要求，以精細管理、科學管理，創(chuàng)造了“東興泰速度”——面對斜井最大坡度達25°、井下組裝硐室空間有限的難題，創(chuàng)新采用“分段運輸、井下組裝”方式，僅用35天就完成了正常情況下需要60天以上的TBM井下組裝任務(wù)。2025年8月，TBM創(chuàng)下月進尺430米的優(yōu)異成績（實際施工僅25天）；10月16日，更是實現(xiàn)單日掘進32米的礦方最高紀錄。截至2025年12月，TBM已累計推進2153米，完成年度計劃的100.7%，超額完成年度目標任務(wù)。
天山腳下，鋼鐵巨龍仍在向前掘進。東興泰煤礦改擴建項目的建設(shè)者們用實際行動證明，只要敢于創(chuàng)新、勇于攻堅，就能在極限挑戰(zhàn)中創(chuàng)造奇跡。80米小半徑的精準轉(zhuǎn)身，不僅是一次技術(shù)突破，更是中煤礦建人新時代“猛虎精神”的生動詮釋。在這片遼闊的土地上，更多的技術(shù)奇跡正在孕育，更多的攻堅故事正在書寫，為礦山建設(shè)事業(yè)注入源源不斷的動力。（饒凌峰）
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