Un análisis completo del proceso de tunelización del frente de excavación de una mina de carbón
En el complejo sistema de la minería del carbón, la excavación de túneles es un primer eslabón crucial. Es como una llave que abre los canales para etapas clave posteriores, como la extracción y el transporte del carbón. La seguridad y la eficiencia de la excavación de túneles están directamente relacionadas con la fluidez de la producción minera y la obtención de beneficios económicos generales. A continuación, tomaremos como ejemplo la tuneladora voladiza, ampliamente utilizada, para explicar el flujo completo del proceso de excavación de túneles de forma detallada y exhaustiva.
I. Preparación cuidadosa antes de la operación
(I) Inspección detallada del equipo
El mecanismo de corte de la tuneladora en voladizo es el componente principal y requiere un cuidado especial durante la inspección. Observe los dientes del cabezal de corte y confirme individualmente si presentan signos de desgaste. Asegúrese de que los dientes no estén flojos ni rotos y de que estén en buen estado. Asimismo, verifique que los movimientos telescópicos y de balanceo del voladizo sean suaves y uniformes, y que no haya atascos ni ruidos anormales que afecten directamente la precisión y la eficiencia del corte.
No se debe descuidar el mecanismo de carga. La tensión de la cadena del transportador de arrastre debe revisarse rigurosamente. Si la cadena está demasiado floja o demasiado tensa, puede causar saltos, atascos y otras fallas, lo que afectará la eficiencia del transporte de carbón y roca. También es necesario verificar la integridad del transportador de arrastre. Si está dañado, debe reemplazarse a tiempo. En el caso de la cinta transportadora, es necesario verificar cuidadosamente el grado de desgaste de la misma y verificar si presenta alguna desviación. Si se detecta un problema, debe ajustarse a tiempo para garantizar la estabilidad y seguridad del proceso de transporte.
El mecanismo de desplazamiento está relacionado con la movilidad de la tuneladora. Es necesario comprobar completamente la tensión de la oruga para garantizar su estabilidad y fiabilidad durante la operación. Asimismo, preste especial atención al estado de desgaste de las ruedas motrices y guías. Si el desgaste es considerable, es necesario repararlas o reemplazarlas a tiempo para garantizar el desplazamiento normal de la tuneladora y permitirle alcanzar la posición de trabajo con flexibilidad.
(II) Prueba de rendimiento del sistema
Como elemento clave para la transmisión de potencia de la tuneladora, el sistema hidráulico debe inspeccionarse a fondo, incluyendo la bomba de aceite, el grupo de válvulas y la tubería de aceite. La bomba de aceite debe funcionar correctamente, con una presión de salida estable, para suministrar suficiente potencia a cada actuador; el grupo de válvulas debe ser flexible y estar libre de fugas para garantizar un control preciso del flujo y la presión del aceite hidráulico; la conexión de la tubería de aceite debe ser firme, sin daños ni desgaste, para garantizar la estabilidad de la presión de todo el sistema hidráulico y la ausencia de fugas, garantizando así el correcto funcionamiento de cada acción de la tuneladora.
El sistema eléctrico es el sistema nervioso de la tuneladora y no debe descuidarse. Compruebe que cada componente eléctrico esté intacto, que la conexión de la línea sea firme y fiable, y que el aislamiento sea bueno, lo cual está relacionado con la seguridad del equipo. La visualización de los diversos instrumentos debe ser precisa para que el operador pueda comprender el estado de funcionamiento del equipo en tiempo real, garantizar que el sistema eléctrico funcione de forma segura y estable, y proporcionar un suministro eléctrico fiable para las operaciones de tunelización.
(III) Evaluación de la seguridad ambiental
La seguridad es el principio fundamental de la producción minera de carbón. Es fundamental utilizar instrumentos de prueba profesionales para detectar con precisión la concentración de gases nocivos, como gas y monóxido de carbono, en el frente de trabajo de la tunelización. Asegúrese de que la concentración de estos gases nocivos se mantenga siempre dentro del rango seguro. Si la concentración de gases nocivos supera la norma, se deben tomar medidas de ventilación eficaces de inmediato hasta que se cumpla la norma antes de continuar la operación para prevenir accidentes que afecten la seguridad, como explosiones de gas e intoxicaciones.
Revise cuidadosamente la estabilidad de la roca del techo y de ambos lados. Las piedras flotantes y rocas peligrosas existentes deben limpiarse y manipularse a tiempo para evitar que se caigan y lesionen a las personas durante la excavación. Al mismo tiempo, limpie a fondo los escombros y el agua acumulada en la superficie de trabajo para crear un entorno seguro y fluido para el movimiento de equipos y personal, y evitar accidentes causados por factores ambientales.
2. Ejecución ordenada de las operaciones de excavación
(I) Posicionamiento preciso
Con la asistencia coordinada del equipo de tracción, la tuneladora se desplaza lentamente hasta la posición inicial de excavación. En este proceso, gracias al puntero láser integrado en la máquina, en estrecha colaboración con la línea central y la línea de cintura del túnel, se ajusta con precisión la posición y el ángulo de la tuneladora. El puntero láser actúa como un navegador para la tuneladora, garantizando que el cabezal de corte se alinee con precisión con la dirección de excavación, sentando una base sólida para las operaciones de corte posteriores y garantizando que el túnel se excave en la dirección diseñada para evitar desviaciones.
(II) Corte estratificado y segmentado
Al activar el cabezal de corte, la operación comienza oficialmente. Primero, realice un corte horizontal desde un lado de la parte inferior del frente de trabajo. La profundidad de corte se controla estrictamente entre 0,3 y 0,5 metros. Esta profundidad es razonable y se determina en función de las características de la roca, el rendimiento del equipo y otros factores. Cuando el cabezal de corte llegue al otro lado del túnel, levántelo a cierta altura y vuelva a realizar el corte horizontal. Repita este ciclo para lograr gradualmente un corte por capas. Al encontrarse con roca dura, la dureza de la roca aumenta, lo que afecta la seguridad del equipo y la operación. En este punto, es necesario reducir adecuadamente la velocidad de corte, aumentar el número de cortes y reducir la profundidad de corte cada vez para garantizar la seguridad y la eficiencia de la operación de corte y evitar un desgaste excesivo o daños en el equipo.
III. Estrecha coordinación entre el transporte de carbón y roca y el apoyo
(I) Eliminación oportuna de escoria
El carbón y la roca cortados se transportan ordenadamente a la cinta transportadora mediante el transportador de arrastre, y luego se extraen rápidamente del frente de excavación mediante la cinta transportadora, para finalmente ser transferidos al suelo o a un lugar de almacenamiento designado. Todo el proceso de transporte debe garantizarse sin contratiempos. Los bloqueos, acumulaciones y otros problemas en cualquier eslabón pueden interrumpir la excavación. Por lo tanto, es necesario revisar periódicamente el equipo de transporte para garantizar su correcto funcionamiento y la continuidad de la excavación.
(II) Apoyo temporal
Durante la excavación, cuando la profundidad alcanza entre 1 y 1,5 metros, el techo pierde su soporte rocoso original y se vuelve inestable. La excavación debe detenerse de inmediato y deben implementarse rápidamente operaciones de soporte temporal. La viga de exploración frontal se utiliza junto con malla metálica, tableros de soporte y otros materiales de soporte para sujetar temporalmente el techo. Esta viga actúa como un paraguas protector, lo que evita eficazmente el derrumbe del techo, garantiza la seguridad de los trabajadores y crea condiciones seguras para las operaciones posteriores.
(III) Apoyo permanente
Cuando la excavación alcanza los 3-5 metros, se inicia oportunamente la operación de soporte permanente. Primero, se construye la varilla de anclaje según el espaciamiento y el ángulo requeridos por el diseño. Una vez finalizada la perforación, se inserta con precisión la varilla de anclaje y se instalan la bandeja y la tuerca. Se aplica la fuerza de preapriete adecuada para que la varilla de anclaje se integre estrechamente con la masa rocosa y forme una fuerza de anclaje eficaz, garantizando así su función de soporte.
A continuación, se construye el cable de anclaje. La longitud y la fuerza de anclaje del cable deben determinarse razonablemente según las condiciones geológicas específicas y las necesidades reales del túnel. El cable de anclaje es como un gran clavo que penetra profundamente en el macizo rocoso para proporcionar un soporte más resistente. Tras la construcción de las varillas y los cables de anclaje, se realiza la operación de proyección de hormigón para proyectarlo uniformemente sobre la superficie del túnel y formar una capa de soporte de cierto espesor, lo que mejora aún más la estabilidad del túnel y resiste la deformación y el daño del macizo rocoso.
IV. Ejecución estricta de los trabajos de inspección de acabado
(I) Parada y limpieza del equipo
Tras finalizar con éxito la excavación, siga estrictamente los procedimientos operativos para apagar el cabezal de corte, la cinta transportadora, la cinta transportadora, la bomba de aceite y demás equipos, uno por uno, a fin de evitar fallos o accidentes de seguridad causados por un mal funcionamiento. Posteriormente, se limpia a fondo el polvo de carbón y la escoria de roca de la superficie de la tuneladora para mantenerla limpia y evitar que la acumulación de polvo de carbón afecte la disipación de calor y el funcionamiento del equipo. Al mismo tiempo, se lubrican y mantienen las piezas clave del equipo para prepararlo completamente para la siguiente operación, prolongar su vida útil y reducir la tasa de fallos.
(II) Aceptación de calidad
El tamaño de la excavación y la calidad del soporte del túnel se inspeccionan y se aprueban rigurosa y meticulosamente. Se miden con precisión el ancho, la altura, la pendiente y otros parámetros del túnel para garantizar que cumplan plenamente con los requisitos de diseño y que el túnel pueda satisfacer las necesidades de espacio para la posterior extracción de carbón, el transporte y otras operaciones. Se verifica que la fuerza de anclaje y la fuerza de precarga de las varillas y cables de anclaje cumplan con los estándares, y que el espesor y la resistencia del hormigón proyectado cumplan con los estándares de diseño. Cualquier problema detectado durante la inspección debe subsanarse a tiempo para crear las condiciones óptimas para la siguiente excavación y garantizar la seguridad y la eficiencia de todo el proceso de extracción de carbón.
