9月26日,西山煤电屯兰矿西翼下组煤区域底抽巷内,一台盾构机正轰鸣作业。随着机头圆形刀盘的高速旋转,被切割的破碎岩石倾泻而下。这台今年4月投用的掘巷神器,经该矿技术团队3个多月攻关,前不久成功安全穿越8层瓦斯突出煤层,顺利抵达目标掘进段,为屯兰矿后续生产衔接与瓦斯治理扫清了障碍。该盾构机生产厂家表示,屯兰矿“盾构机连续穿越多层瓦斯突出煤层”这一案例在全国实属罕见。
“底抽巷是预先治理煤层瓦斯的关键巷道,是后续治理瓦斯的安全通道。”屯兰矿防突区技术主管吕振绘介绍,此次盾构机作业的西翼下组煤底抽巷,穿层段约600m,需穿越8层突出煤层。穿越这类瓦斯含量高、突出风险大的煤层,对专攻全岩巷道掘进的盾构机而言,是巨大挑战。
掘巷就得穿越煤层,8层突出煤层该如何穿越?“过去遇到瓦斯突出煤层,常用‘远距离爆破’方式,但对于重达500吨的大型盾构机并不适用。”吕振绘解释,若强行爆破,需多次破坏支护结构,且需用大型绞车辅助盾构机长距离后退。这样一来,不仅效率极低,还可能带来安全风险。
传统作业方式行不通,技术攻关来破局。该矿组建专项技术团队,联合上级公司及外部专家开展多轮专题研讨与现场试验,最终形成“分层防控、远程作业、设备升级”一整套解决方案——
“一煤一策”精准治瓦斯。面对8层煤层、瓦斯含量、地质条件的差异,团队细化治理颗粒度,为每个煤层定制了专属瓦斯防控方案;同时引进一站式瓦斯含量测定仪,实现井下瓦斯实时监测及数据速报。实验室24小时值班,确保煤样送达后半小时内出具检测结果,为井下穿煤层作业制定方案提供了关键数据。
远程操控隔空截割。技术团队启用盾构机地面远程操控系统。盾构机截割作业时,井下人员全部撤离至安全区域;待截割完成后,人员再返回进行支护,从源头规避安全风险。
液压钻机提效保进度。技术团队启用盾构机自带的液压钻机取代传统气动钻机。“利用盾构机液压系统提供动力,作业效率会更高、稳定性更强,比使用传统气动钻机节省近1/3的作业时间,避免了因防突措施滞后而拖延工期。”吕振绘说。
据该矿总工程师李小平介绍,这条一期总长5000多米的底抽巷,后续将全程由盾构机施工,效率是传统炮掘的5倍,能确保后续正常采掘衔接、缩短瓦斯治理周期。
外部专家表示,屯兰矿的技术攻关成果,不仅为自身后续安全快速穿过突出煤层提供了成熟经验,更给全国同类高瓦斯矿井“用盾构机高效安全穿煤掘巷”提供了可复制、可推广的范本。
来源:山西焦煤

