?——新疆煤礦TBM首次實現(xiàn)80米小半徑精準轉(zhuǎn)彎
2025-12-30 17:18:24
在新疆拜城縣的天山腹地，一條鋼鐵巨龍正悄然穿行于千米之下的巖層之中。2025年，一項改寫礦山施工技術(shù)史的重大突破在這里誕生——由中煤三建市政公司承建的拜城縣峰峰煤焦化有限公司東興泰煤礦改擴建項目中，直徑5.53米的TBM（全斷面巖石掘進機）成功在半徑僅80米的急彎中完成90°精準轉(zhuǎn)彎，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。
開篇 天山腳下的技術(shù)挑戰(zhàn)
拜城礦區(qū)，位于新疆阿克蘇地區(qū)，這里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。東興泰煤礦改擴建項目合同額達1.69億元，工程包含4864米礦用敞開式全斷面硬巖TBM施工巷道及配套鉆探工程。2025年4月5日項目正式開工，一場前所未有的技術(shù)攻堅戰(zhàn)就此拉開帷幕。
“這不僅僅是掘進一條巷道那么簡單?！表椖控撠熑苏驹诰?，眺望著遠處的天山雪峰，“我們要在千米井下，讓一臺重達數(shù)百噸的龐然大物，完成比公路隧道更急的轉(zhuǎn)彎?！?/p>
項目設計中的運輸大巷包含一段長度125.6米、半徑80米的彎道段。這個數(shù)據(jù)在行業(yè)內(nèi)意味著什么？簡單來說，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80米的半徑，對于TBM這種長度通常超過百米的巨型設備來說，無異于“在狹窄的胡同里大巴車掉頭”。
攻堅 黨員先鋒扛起技術(shù)重任
面對前所未有的技術(shù)挑戰(zhàn)，項目部黨員骨干主動請纓，組建了以技術(shù)部為核心的專項攻關(guān)組，一場為期一個月的技術(shù)攻堅戰(zhàn)全面展開。
“我們從設計階段就開始介入?！表椖靠偣こ處熁貞浀?，“在距離彎道段還有100米的時候，我們就啟動了專項預案?！?/p>
攻關(guān)組首先對國內(nèi)外類似工程案例進行全面梳理，發(fā)現(xiàn)煤礦井巷TBM小半徑轉(zhuǎn)彎的成熟案例寥寥無幾，特別是在新疆這樣地質(zhì)條件復雜的地區(qū)，更是空白。面對無先例可循的困境，黨員技術(shù)骨干們決定從最基礎(chǔ)的模擬推演做起。
聯(lián)合設備廠家的技術(shù)團隊，攻關(guān)組建立了物理模型和完整的數(shù)值仿真系統(tǒng)。在為期一個月的模擬試驗中，團隊先后進行了多次不同工況下的轉(zhuǎn)彎推演。
“每一次模擬都是一次實戰(zhàn)預演?！表椖靠偣こ處熤钢娔X屏幕上復雜的曲線圖，“我們要預判設備在轉(zhuǎn)彎過程中可能出現(xiàn)的每一個問題——盾體卡滯、刀盤偏移、姿態(tài)失控、臺車侵限……”
與此同時，設備改造工作也在同步推進。根據(jù)模擬結(jié)果，技術(shù)團隊對TBM進行了針對性的定制化改造，更換擴挖刀，優(yōu)化了臺車平臺，定制了轉(zhuǎn)彎皮帶，增強了導向系統(tǒng)的靈敏度和穩(wěn)定性，加密了監(jiān)測點布置等一些列準備工作。
突破 35天完成井下組裝創(chuàng)紀錄
如果說彎道施工是技術(shù)上的“高難度動作”，那么TBM的井下組裝則是體力與智慧的雙重考驗。
東興泰煤礦采用斜井開拓方式，井下組裝硐室空間極為有限。TBM的核心部件——刀盤驅(qū)動部重達85噸，主驅(qū)動電機組超過40噸，這些“巨無霸”需要通過長達1.2公里的斜井運輸至井下。斜井最大坡度達16°，運輸途中任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，都可能造成嚴重后果。
“那段時間，我們幾乎住在井下了?！表椖控撠熑嘶貞浀?。面對大坡度運輸、空間受限、精密吊裝等多重難題，突擊隊制定了詳細的專項施工方案。他們創(chuàng)新采用“分段運輸、井下組裝”的方式，將大型部件分解為可運輸單元；設計制作了專用的防滑運輸平臺；在關(guān)鍵轉(zhuǎn)彎處設置多組牽引裝置；每一趟運輸都安排技術(shù)人員全程跟車監(jiān)測。
在黨員骨干的帶領(lǐng)下，項目部創(chuàng)造了令人驚嘆的“東興泰速度”——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。這一成績不僅大幅縮短了工期，更為后續(xù)施工贏得了寶貴的時間。
“當我們看到TBM刀盤開始轉(zhuǎn)動的那一刻，所有的疲憊都煙消云散了?！表椖控撠熑苏f，“那種成就感，只有親身經(jīng)歷的人才能真正體會?！?/p>
實戰(zhàn) 80米半徑的華麗轉(zhuǎn)身
2025年10月，TBM推進至距離彎道段100米的位置。按照預定方案，彎道施工攻堅戰(zhàn)正式打響。
施工團隊首先在直線段進行了為期一周的適應性調(diào)整，對設備各項參數(shù)進行精細化校準。同時，監(jiān)測系統(tǒng)全面升級——在原有自動監(jiān)測的基礎(chǔ)上，增加了12個人工監(jiān)測點，形成“自動+人工”雙重保障體系。
“轉(zhuǎn)彎過程中，我們最關(guān)注的是三個指標：盾體姿態(tài)、圍巖變形、支護質(zhì)量?！爆F(xiàn)場技術(shù)負責人介紹。彎道期間，每300mm換一次步，每100mm調(diào)整一次撐靴油缸行程，每2米進行一次人工測量復核，以確保TBM姿態(tài)得到有效控制。
轉(zhuǎn)彎開始后的第三天，預料之中的挑戰(zhàn)出現(xiàn)了。當TBM進入轉(zhuǎn)彎段約30米時，監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示盾體出現(xiàn)輕微偏移，同時TBM操控系統(tǒng)顯示護盾壓力出現(xiàn)異常。
現(xiàn)場技術(shù)團隊迅速響應，通過精細調(diào)整左右撐靴位移差和扭矩油缸位移差，僅用兩個小時就將盾體姿態(tài)調(diào)整到正常范圍。針對圍巖問題，團隊及時調(diào)整了支護參數(shù)，有效控制了圍巖變形。
經(jīng)過連續(xù)奮戰(zhàn)，TBM成功完成80米半徑90°轉(zhuǎn)彎，順利進入+1500m運輸石門。
創(chuàng)新 多重難題中的破局之道
彎道施工的成功，僅僅是東興泰項目技術(shù)創(chuàng)新的一角。在整個施工過程中，項目團隊還攻克了多項行業(yè)難題。
針對巷道穿越破碎帶頻繁出現(xiàn)的片幫現(xiàn)象，技術(shù)團隊創(chuàng)新研發(fā)了“超前注漿+機械手支護”的聯(lián)合支護工藝。通過優(yōu)化注漿材料配比和注漿工藝，將破碎巖體的固結(jié)時間縮短了40%；同時采用機械手輔助安裝支護構(gòu)件，將支護作業(yè)效率提高了60%。
在出渣系統(tǒng)優(yōu)化方面，面對皮帶打滑、運輸效率低的問題，增設了“智能張緊+防跑偏”控制系統(tǒng)。通過對皮帶張力進行實時監(jiān)控和自動調(diào)節(jié)，有效解決了長距離運輸中的打滑問題，將出渣效率提升了30%。
這些創(chuàng)新舉措帶來了實實在在的成效：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，外部政府部門檢查影響6天）；10月16日，更是實現(xiàn)了單日掘進32米的礦方最高紀錄。
成效 數(shù)據(jù)背后的“礦建質(zhì)量”
截至2025年11月，東興泰項目TBM已累計推進2023米，完成年度計劃的94%。根據(jù)當前進度，預計順利完成年度計劃目標任務。
項目的成功實施，帶來了顯著的經(jīng)濟和社會效益。與傳統(tǒng)鉆爆法相比，TBM施工將作業(yè)人員減少了60%，掘進效率提高了3倍以上，同時大幅降低了安全風險。
站在東興泰煤礦的井口，遠處的天山雪峰在陽光下熠熠生輝。井下，TBM的轟鳴聲持續(xù)不斷，如同奮斗者的心跳，鏗鏘有力。從35天完成井下組裝，到80米半徑精準轉(zhuǎn)彎，再到創(chuàng)下單日32米的掘進紀錄，東興泰項目的建設者們用智慧和汗水，在天山腳下書寫了一段技術(shù)創(chuàng)新的傳奇。這段傳奇，不僅是鋼鐵與巖石的較量，更是意志與智慧的交響。鋼鐵巨龍仍在向前，而建設者們的故事，還在繼續(xù)。在這片遼闊的土地上，更多的技術(shù)奇跡，正在孕育之中。（饒凌峰）
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