2022年10月,全國首臺直徑5.5米、可滿足井深1900米以上提升能力的提升機,在中煤建設集團三處承建的山東黃金集團三山島金礦正式投入使用,與企業自主研制的國內最大鑿井Ⅷ型井架、國內首個立井施工智能化管控平臺協同發力,正在快速掘進設計深度1915米、凈徑10.5米的三山島金礦副井井筒,建成后將成為國內乃至亞洲地區最深的立井。
國內最大提升機
雖然擁有了施工19個千米深立井工程的成熟經驗,但是面對國內首個設計深度超1600m的超大、超深立井,又是業內首屈一指的“高精尖”工程,三處的建設者們知道只是沿用曾經的經驗技術是遠遠不夠的。他們抽調機電專家、技術人才、施工骨干等組建項目團隊,詳細分析復雜的建井條件,以破解技術瓶頸、強化裝備保障、優化施工工序為突破口,攻堅克難,創新進取。2022年2月14日井筒開始試挖,打響了掘進近2000米超深超大立井的先鋒戰役。
科技創新破解“卡脖子”難題
據悉,我國目前超深立井鑿井最深記錄不到1600米,建設1500米以上深立井目前無成熟的施工經驗,超深立井主要面臨地層應力大、巖石裂隙滲透水壓大并有強腐蝕性、地質條件復雜多變、井溫不斷增高等復雜建井條件,極易誘發圍巖大變形、巖爆、工作面涌水等各種風險。
采用SYZ4×2雙聯液壓傘鉆施工
面對前所未有的施工難題,三處堅持把科技創新作為破難題、保安全、促生產的第一動力。主動邀請國內知名院校、設計院所的專家學者,共同分析施工區域地層巖性、構造、地下水、地應力、巖石力學特性等地質信息,提前研判掘進中可能出現的變形、巖爆、涌水、高溫各種災害,創新了超前防控措施、施工工藝和支護方案,在施工中有效解決了井壁結構的防腐蝕、抗巖爆沖擊等“卡脖子”難題。同時,他們通過現場盯靠、校企聯合等方式,實時解決施工中的技術瓶頸,為安全快速施工提供了保障。
結合施工經驗,自主研究的《2000m深立井安全高效施工與井壁結構及環境優化關鍵技術研究》《千米埋深礦井建設技術及應用》《超大直徑深立井建井關鍵技術及成套裝備》等具有自主知識產權的深立井建設核心技術,不斷擴大立井施工的領先優勢。
“高精尖”裝備為施工加速
首次掘進近2000米的深井,除了精湛的技術和一流的管理,“高精尖”設備更是不可或缺。施工現場,各種大型化、高端化裝備在保障施工安全的同時,更有效提升了掘進速度。
國內唯一Ⅷ型立井鑿井井架
該處歷時3個多月研制生產出的國內最大Ⅷ型井架,重約210噸,可以經受住1436噸載荷的考驗,能滿足井深1800-2500米、凈直徑11米的立井施工。井筒內,布置2套Φ5.0米滾筒及1套Φ5.5米滾筒纏繞式單鉤提升系統,采用新研發的雙電機雙減速器雙側驅動,其所配電控系統可實現提升機房無人值守功能,也是國內外首次應用,提升效率提高了30%。井筒外,配置20臺穩車的懸吊系統,其中9臺50T穩車為國內首秀;攪拌系統采用全電腦一鍵啟動操作,可根據工藝流程進行智能攪拌,在保證攪拌高精準度的同時,極大縮短了各個工序的施工時間。建立了國內首個基于BIM、物聯網、AI、數據分析等立井施工智能化管控平臺,通過11個功能模塊,實時監控施工現場各系統運行狀態,遠程發現和診斷設備故障,實現了立井施工信息化、智能化管理,大幅提高了設備使用效率。
井下挖掘機、抓巖機配合作業
在各種“高精尖”裝備的協同發力下,連續4個月實現基巖段井筒掘砌突破百米大關,被業主贊譽“創造了超大直徑井筒掘進的‘黃金速度’。”
硬核實力打造立井專精特色
三處施工的1915米亞洲最深的立井,是中煤建設集團立井施工的一個精彩片段。
三山島副井項目
從2001年施工的首個千米立井山東唐口煤礦風井開始,中煤建設者們先后建成了深度1341.6米國內煤礦最深立井河北磁西一號礦副井,深度1551.8米國內非煤礦山最深立井山東紗嶺金礦主井,深度762.59米國內鐵路隧道最深立井高黎貢山隧道1號立井,包括在建的1915米山東三山島金礦副井,以及凈井徑10.5米的納林河2號副井、巴拉素副井等,截至目前,國內千米以上超深立井共99個,承建了其中的33個,國內井筒直徑10米以上的超大立井共20個,承建了其中的18個,超深、超大直徑立井施工已經成為業內翹楚。
高黎貢山項目
不光建井深度保持紀錄,建井速度也優勢明顯,立井單層井壁單進水平突破了200米/月,多層井壁綜合成井水平穩定在100米/月。煤礦立井連續8個月掘砌成井超百米、非煤礦山千米立井連續9個月掘砌成井超百米兩項“上海大世界基尼斯之最”,以及煤礦立井月成井244米、非煤礦山立井月成井229.6米、759.5米立井月平均成井141.52米等國內立井施工最高紀錄,中煤建設者們不斷創造并刷新著國內立井月成井、年成井最高紀錄,彰顯了中國建井的“硬核實力”。
足以載入史冊的建井業績,離不開科技創新的持續加力。中煤建設集團將進一步突出立井專精特色,以超深立井礦井快速建井技術、立井智能化掘進技術研究、自動化豎井掘進機施工成套裝備及關鍵技術研究與應用等關鍵技術為重點,以立足國際化發展戰略推動非煤礦山3000米深立井建井的關鍵技術前瞻性研究為長遠儲備,加快推進礦井建設前沿技術研究,打造原創技術策源地,鞏固提升行業科技領先地位,持續提升企業核心競爭力。