百米鋼鐵“長龍”轉過387米U形彎

韓榮

近日，在潞安化工集團新元公司9111中位瓦斯抽采巷，一款全斷面盾構機一路向前。地下430米深處，這條108米長的鋼鐵“長龍”成功轉過387米長的U形彎，進入新陣地。此舉不僅是山西省煤礦企業首次使用盾構機施工小半徑U形轉彎巷道，還達到了轉彎掘進日進尺最高15.1米的佳績，為巖巷快速掘進積累了寶貴經驗。

“與直線掘進相比，轉彎掘進對盾構機的機身狀態、運輸系統和作業步距的要求更高、更精準，再加上巷道內是4度12分的坡度轉彎，盾構機體型又長，施工難度和強度是史無前例的。”潞安化工集團新元公司副總經理劉沖告訴筆者。

9110、9111兩條中位瓦斯抽采巷共長3500米，由兩個1/4圓弧接連組成U形巷道。這是潞安化工集團新元公司采用盾構機掘進的第三條作業線。考慮盾構機拆安工程量大、工期長，該公司決定采用U形轉彎連續施工方式，以時間換空間，縮短工作面出面周期。

“為確保盾構機轉彎無偏差，地質測量人員每天都要對盾構機巷道進行測量定向，隨時根據井下實際地質條件和層位對剖面軌跡進行微調，以滿足設計和施工需求。本次拐彎段合計調整6次坡度。”潞安化工集團新元公司地質測量部副部長張澤宇告訴筆者。

劉沖介紹，與傳統炮掘、綜合掘進相比，盾構機掘進具有連續性強、作業效率高、環境友好等優點。同時，盾構機掘進巷道成型規整，對巷道圍巖穩定性影響小。其自帶臨時支撐裝置和錨桿鉆機系統，安全系數高，可有效降低工人勞動強度，提高支護效率。此外，盾構機采用激光導向系統控制巷道掘進方向，可大大降低巷道錯線幾率，所有數據自動存儲，有利于后續科學決策。

今年初，針對9110中位瓦斯抽采巷道即將展開的轉彎施工，潞安化工集團新元公司提前規劃部署，多次討論施工流程，綜合考慮作業空間等各方面因素，形成一套適用于現場作業條件的施工方案。為了適應小半徑轉彎掘進，技術人員在對盾構機主機部分的扭矩梁連接件和油缸方向進行調整的基礎上，縮短了二運橋架并定制了一批適應轉彎的皮帶防跑偏裝置，將轉彎皮帶架全部進行地錨固定，使其在轉彎過程中抓地更穩。

該條巷道施工負責人高金川向筆者介紹，為了確保巷道掘進后掉下的矸石能全部運送出去，盾構機每換步一次，工作人員就要對運輸設備進行一次調整，以更好地適應巷道軌跡，確保皮帶運行的連續性。

主控室的導向測量數據畫面由弧度轉為直線，標志著盾構機成功完成第二個弧度的轉彎施工，進入9111中位瓦斯抽采巷。潞安化工集團新元公司相關負責人說，此次高質量完成盾構機連續轉彎作業，不僅解決了瓦斯抽采巷施工進度緩慢，瓦斯抽采制約采掘銜接的難題，還縮短了巷道掘進工期，降低了巷道支護和設備拆安成本，形成了軟巖巷道施工新工法。

據統計，此次盾構機U形轉彎共節約成本750萬元，為企業高產、高效、高質量發展發揮了積極作用。