封面新闻记者代睿见习记者冯锐“‘凉都号”是世界首台矿用机动型硬岩掘进机,解决了‘卡脖子’的岩巷快速掘进问题,将有效提升我国矿山隧道施工自动化、现代化、智能化水平。”10月31日,中铁装备集团技术中心副主任、掘进机研究院院长贺飞说。10月26日,“凉都号”(中铁号)硬岩掘进机在贵州六盘水下线。什么是硬岩掘进机?为何要研发“凉都号”?“卡脖子”问题是如何解决的?封面新闻记者就此采访了作为中铁装备相关研发团队负责人的贺飞。据他透露,“凉都号”将应用于贵州聚鑫煤矿副平硐及运顺底抽巷施工。世界首台矿用机动型硬岩掘进机“凉都号”受访者供图工程机械领域“地下航空母舰”硬岩掘进机是一种隧道施工掘进装备,主要原理是利用旋转的刀盘挤压剪切破岩进行隧道掘进,设备集掘进、隧道壁的支撑保护、渣片运出等工序为一体,被称为工程机械领域的“地下航空母舰”。在煤矿巷道施工领域,岩巷工程量巨大,动辄上万米。贺飞透露,目前,煤矿工程中存在的问题是岩巷需求量巨大,但岩巷掘进效率低下。传统炮掘、综掘工法效率低,仅能实现月70米、米至米的掘进效率。在煤矿工程中,采煤、煤巷这两道工序已实现技术突破,致使岩巷成为煤矿发展的主要瓶颈。煤矿“采掘失衡”矛盾突出以六盘水为例,这里是长江以南最大焦煤基地,该地区煤矿多属“煤与瓦斯突出矿井”,加之煤层埋深大、地质构造复杂、围岩富水、溶洞多发等不利因素,使得煤炭开采难度极高。虽然机采煤技术提高了,但煤矿巷道安全快速掘进问题制约了矿井可持续发展,“采掘失衡”矛盾愈加突出。近年来,针对岩巷快速掘进问题的研究取得了一定成效。贺飞提到,现有经过改进的硬岩掘进设备已实现月米左右的掘进效率,但存在“水土不服”、部分工程进度慢的问题。“目前的设备,挖掘前准备时间、挖掘后拆除时间长。其次,设备遇到软弱围岩时掘进慢,遇到瓦斯、水、断层等情况下应对手段有限。”针对煤矿矿井岩巷施工痛点,中铁装备研发了“凉都号”。贺飞告诉记者,矿用机动型硬岩掘进机为矿山巷道掘进距离短、转场次数多、地质复杂变化快等工程难点量身打造。其机动性主要体现在整机长度短,仅35米,组装调试、拆机等所需时间短,机动灵活、转场便捷。其次,主机结构采用铠式结构,应对不良地质时撑紧模式灵活,搭载智能辅助掘进等智能化系统,地质适应性强。实现多种技术突破据介绍,“凉都号”还实现了多种技术突破,比如创新性搭载可开门式刀盘,盾体预留钻机前运通道及瓦斯抽采管路通道,解决了瓦斯抽采和巷道掘进工序干涉问题。设备还搭载了超前地质预报、孔内探地雷达技术及深孔超前钻机系统,实现了巷道施工从“盲挖”到“心中有数”的转变。在出渣工序中,搭载的新型矿用清渣装置解决了巷道底部清渣难、清渣慢的问题。“在矿山领域,‘凉都号’解决了‘卡脖子’的岩巷快速掘进问题,对煤矿安全瓦斯治理、新建井规划建设等提供了解决方案”。贺飞同时认为,“凉都号”不仅解决了西南区域瓦斯治理岩巷道的痛点问题,标志着煤矿巷道掘进开启新模式,同时也是国产高端装备及创新技术应用在煤矿巷道项目的又一次重要突破,将有效提升我国矿山隧道施工自动化、现代化、智能化水平。
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