炭鉱掘削面のトンネル掘削プロセスの完全な分析
複雑な石炭採掘システムにおいて、トンネル工事は重要な最初のリンクです。それは、石炭採掘や輸送などのその後の重要なステップへの経路を開く鍵のようなものです。トンネル工事の安全性と効率性は、石炭鉱山の生産を円滑に推進できるかどうか、全体的な経済的利益を実現できるかどうかに直接関係しています。次に、広く使用されているカンチレバートンネル掘削機を例に、トンネル切羽の完全なプロセスフローを詳細かつ包括的に説明します。
I. 手術前の慎重な準備
（I）設備の詳細検査
カンチレバー式トンネル掘削機の切削機構はコア部品であり、検査時には細心の注意が必要です。切削ヘッドの歯に注目し、摩耗の兆候がないか1つ1つ確認します。歯が緩んだり折れたりしていないか、良好な状態であることを確認します。同時に、カンチレバーの伸縮と旋回の動きがスムーズでスムーズであるかどうか、詰まりや異常音がないかを確認することに重点を置きます。これらは、切削作業の精度と効率に直接影響します。
積載機構を無視してはいけません。スクレーパーコンベアチェーンの張力を厳密にチェックする必要があります。チェーンが緩すぎたりきつすぎたりすると、チェーンスキップ、チェーン詰まりなどの障害が発生し、石炭や岩石の輸送効率に影響します。また、スクレーパーが損傷していないかどうかを確認する必要があります。損傷している場合は、適時に交換する必要があります。ベルトコンベアの場合、ベルトの摩耗度を注意深くチェックし、偏差がないかどうかを確認する必要があります。問題が見つかった場合は、輸送プロセスの安定性と安全性を確保するために、タイムリーに調整する必要があります。
歩行機構はトンネル掘削機の機動性に関係しています。クローラーの張力を十分に点検し、作業中にクローラーが安定して信頼できることを確認する必要があります。同時に、駆動輪とガイド輪の摩耗状態に細心の注意を払います。摩耗が深刻な場合は、トンネル掘削機の正常な歩行を確保し、作業位置に柔軟に到達できるように、適時に修理または交換する必要があります。
（Ⅱ）システム性能試験
トンネル掘削機の動力伝達の鍵となる油圧システムでは、オイルポンプ、バルブ群、オイルパイプを徹底的に検査する必要があります。オイルポンプは正常に作動し、出力圧力が安定して、各アクチュエータに十分な動力を提供する必要があります。バルブ群は柔軟で漏れがなく、油圧オイルの正確な流量と圧力制御を確保する必要があります。オイルパイプの接続はしっかりとしていて、損傷や老朽化などがないことが必要です。これにより、油圧システム全体の圧力が安定し、漏れがなく、トンネル掘削機の各動作がスムーズに作動することが保証されます。
電気系統はトンネル掘削機の神経系統であり、無視してはなりません。各電気部品に損傷がないか、ライン接続がしっかりしていて信頼できるか、絶縁性能が良好かどうかを確認してください。これらは機器操作の安全性に関係しています。各種計器の表示は正確でなければなりません。これにより、オペレーターは機器の動作状況をリアルタイムで把握し、電気システムが安全かつ安定して動作することを保証し、トンネル掘削作業に信頼性の高い電力サポートを提供できます。
（Ⅲ）環境安全性評価
安全は炭鉱生産の第一原則です。専門的な検査機器を使用して、トンネル掘削作業面のガスや一酸化炭素などの有害ガスの濃度を正確に検出することが重要です。これらの有害ガスの濃度が常に安全範囲内にあることを確認してください。有害ガスの濃度が基準を超えた場合は、ガス爆発や中毒などの安全事故を防ぐために、基準を満たすまですぐに効果的な換気対策を講じてから作業を続行する必要があります。
屋根と両側の岩盤の安定性を慎重に点検し、既存の浮石や危険な岩石については、掘削プロセス中に落下して人が負傷するのを防ぐために、適時に清掃して処理する必要があります。同時に、作業面の残骸や溜まった水を徹底的に清掃し、設備と人員の移動に安全でスムーズな環境を作り、環境要因による事故を回避します。
2. 掘削作業の秩序ある実施
（I）正確な位置決め
牽引設備の協調支援により、トンネル掘削機は掘削開始位置までゆっくりと移動します。この過程で、機械本体に装備されたレーザーポインターの助けを借りて、トンネルの中心線と腰線と密接に結合して、トンネル掘削機の位置と角度を正確に調整します。レーザーポインターはトンネル掘削機のナビゲーターのようなもので、切削ヘッドが掘削方向に正確に位置合わせされることを保証し、その後の切削作業のための強固な基礎を築き、トンネルが設計方向に掘削されて逸脱が回避されることを保証します。
（Ⅱ）階層的・セグメント的切断
切断ヘッドを始動すると、切断作業が正式に開始されます。まず、作業面の底部の片側から水平切断を行います。切断深さは0.3〜0.5メートルの間で厳密に制御されます。これは、岩石の特性、機器の性能などに基づいて決定される適切な深さです。切断ヘッドがトンネルの反対側に到達したら、切断ヘッドを一定の高さまで持ち上げ、再び水平切断を行います。このサイクルを繰り返すことで、徐々に層状の切断を実現します。硬い岩に遭遇すると、岩石の硬度が高まり、機器や操作の安全性に影響を与えます。このとき、切断速度を適切に下げ、切断回数を増やし、毎回切断深さを深くする必要があります。これにより、切断作業の安全性と効率を確保し、機器の過度の摩耗や損傷を防ぐことができます。
Ⅲ. 石炭と岩石の輸送と支援の緊密な連携
（I）スラグの適時除去
切り出された石炭と岩石は、スクレーパーコンベアを介して整然とベルトコンベアに運ばれ、その後ベルトコンベアによって掘削作業面から素早く運び出され、最終的に地上または指定された保管場所に移されます。輸送プロセス全体をスムーズに維持する必要があります。リンクの閉塞、堆積、その他の問題は、掘削作業の中断につながる可能性があります。したがって、輸送機器を定期的に点検し、正常な動作と掘削作業の継続を確保する必要があります。
（Ⅱ）一時的な支援
掘削プロセス中、掘削距離が1〜1.5メートルに達すると、屋根は元の岩盤支持を失い、不安定な状態になります。掘削を直ちに中止し、一時的な支持作業を迅速に行う必要があります。前部探査ビームは、金属メッシュ、バックボードなどの支持材と組み合わせて、屋根を一時的に支えるために使用されます。前部探査ビームは保護傘のようなもので、屋根の崩壊を効果的に防ぎ、作業員の安全を確保し、その後の操作に安全な条件を作り出します。
（Ⅲ）恒久的な支援
掘削距離が3〜5メートルに達すると、適時に永久支持作業が開始されます。まず、設計で要求される間隔と角度に従ってアンカーロッドの構築が行われます。掘削が完了したら、アンカーロッドを正確に挿入し、トレイとナットを設置します。適切な事前締め付け力を適用して、アンカーロッドを岩盤に密着させて効果的な固定力を形成し、アンカーロッドが効果的に支持役割を果たせるようにします。
次に、アンカーケーブルの施工を行います。アンカーケーブルの長さとアンカー力は、トンネルの具体的な地質条件と実際のニーズに応じて合理的に決定する必要があります。アンカーケーブルは、岩盤の奥深くまで貫通してより強力なサポートを提供する大きな釘のようなものです。アンカーロッドとアンカーケーブルの施工が完了したら、ショットクリート作業を行い、トンネルの表面にコンクリートを均一に吹き付けて一定の厚さのサポート層を形成し、トンネルの安定性をさらに高め、岩盤の変形や損傷に抵抗します。
IV. 仕上げ検査作業の厳格な実施
（I）機器の停止と清掃
掘削作業が無事に完了した後は、操作手順を厳守して、カッティングヘッド、スクレーパーコンベア、ベルトコンベア、オイルポンプなどの設備を順番に停止し、誤操作による設備の故障や安全事故を回避します。その後、掘削機の表面の石炭粉塵と岩石スラグを徹底的に清掃して清潔に保ち、石炭粉塵の蓄積が設備の放熱と操作に影響を与えないようにします。同時に、設備の主要部品に潤滑油を注してメンテナンスすることで、次の作業に十分な準備を整え、設備の耐用年数を延ばし、設備の故障率を低減します。
（Ⅱ）品質の受け入れ
トンネルの掘削サイズと支持品質は厳格かつ綿密に検査され、合格します。トンネルの幅、高さ、勾配などのパラメータを正確に測定し、設計要件を完全に満たし、トンネルがその後の石炭採掘、輸送、その他の作業のスペース要件を満たすことができることを確認します。アンカーロッドとアンカーケーブルのアンカー力と予圧力が基準を満たしているかどうか、および吹付けコンクリートの厚さと強度が設計基準を満たしているかどうかを確認します。検査中に見つかった問題は、次の掘削作業のために良好な状態を作り出し、石炭採掘プロセス全体の安全性と効率を確保するために、タイムリーに修正する必要があります。
