Наша компетенция — подземные работы

29 июля 2022 г.

Наша компетенция — подземные работы

Те, кто интересуется деятельностью компании Normet, возможно, заметили, что мы гордимся тем, что являемся экспертами в подземных производственных процессах наших клиентов. Стремление донести это до нашей аудитории обеспечивает понимание того, что мы знаем процессы, для которых разрабатываем решения, но что же это значит для нас?

Циклический процесс 

Тоннельная выемка — это циклический процесс с использованием практически всех методов, кроме тоннелепроходческих машин (ТПМ). Так или иначе, за выемкой породы следует ее удаление из ствола тоннеля с последующим закреплением профиля, чтобы он был безопасным и готовым к следующему этапу выемки. Это означает необходимость не только тщательного планирования и оптимизации всех подпроцессов, но и оценки и понимания зависимостей и влияний между ними для оптимизации всего цикла проходки или добычи полезных ископаемых.

Проходка тоннеля — это циклический процесс, в котором все подпроцессы влияют друг на друга

Шансы на улучшение есть на каждом углу 

Рассмотрим, например, буровзрывные работы в твердых породах и начнем нашу утреннюю смену с взрывного бурения для нового заряда. Нет сомнений, что специалисту по взрывным работам хотелось бы, чтобы отверстия располагались четко и аккуратно, чтобы можно было зарядить патрон для оптимального результата.

Но как это отражается на последующих процессах? 

Тщательная разработка схемы бурения и точное бурение позволяют точно заряжать скважину без использования дополнительных взрывчатых веществ для компенсации отклонений скважины. Это позволяет снизить перебор породы при проходе тоннеля, обеспечивает более гладкую поверхность и сужает зону повреждения.

Снижение перебора позволяет уменьшить объем вывозимой породы. В сочетании с контролируемым размером частиц это позволяет сократить время уборки породы, снижая число остановок и уменьшив риски.

Гладкая поверхность и незначительная зона повреждения положительно скажутся на процессе оборки кровли. В окружающей горной массе будет меньше рыхлой породы и нестабильности, так что оборка кровли будет более последовательной. Такой метод позволит экономить время и повысить точность графика. Очень важно, что операции оборки кровли станут безопаснее как для оператора кровлеоборочной машины, так и для всех, кто будет проходить тоннель после него.

Контролируемая зона повреждения уменьшит необходимость в укреплении породы и одновременно повысит безопасность работ. Даже при систематическом креплении породы, как это часто бывает в тоннелях гражданского строительства, гладкая поверхность сократит время, необходимое для бурения отверстий под болты, и сделает работу проще и безопаснее, поскольку отверстия останутся чистыми и открытыми.

Как известно, набрызг-бетонирование — это очень материалоемкий процесс. Большая часть затрат на набрызг-бетонирование приходится на саму бетонную смесь, а остальные расходы в значительной степени зависят от расхода бетона. Кроме того, к сожалению, в настоящее время углеродный след бетона не является образцом для подражания.

(Но его можно снизить! Read Ross Dimmock’s (Vice President, Tunnelling) excellent Normet blog: https://www2.normet.com/steps-towards-creating-zero-carbon-tunnels/)

Мы не часто задумываемся о том, что почти за каждым углом в тоннеле кроется способ сократить потребление материалов. Одним из таких способов является гладкая поверхность тоннеля с малым перебором породы. Это снижает поверхность набрызг-бетонирования, и будет несложно обеспечить правильность процесса нанесения, например, поддержания правильного расстояния и угла распылительной головки по отношению к поверхности. Распыление становится более единообразным, а толщину слоя проще контролировать. Это неизбежно приводит к снижению расхода бетона при одинаковой проектной конструкции, будь то набрызг-бетонирование до проектной толщины слоя или до проектного профиля.

Другие способы контроля расхода бетона болнаходятся в рукахее подвластны специалистам по набрызг-бетонированию. Квалифицированные и мотивированные операторы, обеспечивающие жесткий контроль толщины слоя и хорошую технику нанесения, высококачественное составление смеси и первоклассное оборудование, могут гарантировать, что отходы будут сведены к минимуму.

Так, часть работы выполняется еще до начала прокладки тоннеля. Недавно я прочитал о том, как в рамках проекта по строительству тоннеля удалось сократить количество распыляемого бетона на 20 процентов. Это было достигнуто благодаря использованию высокоэффективной бетонной смеси и возможности проектировать более тонкие слои для постоянной поддержки породы.

Экономия материалов по всем направлениям 

Если кратко, можно выделить пять областей контроля избыточного расхода материалов:  

  • Дизайн: необходимо четко определять необходимую толщину слоя и необходимые конструкции — ничего лишнего.
  • Контроль качества выемки грунта и контроль профиля: следует максимально сокращать площадь набрызг-бетонирования. 
  • Контроль толщины слоя: минимизация избыточного расхода с помощью хорошей техники нанесения и современных технологий, помогающих оператору достичь нужной толщины слоя.  
  • Отскок: чтобы драгоценный серый материал оказывался на стенах, а не на полу, используются четкие технологии нанесения, оборудование, обеспечивающее низкую пульсацию насоса и точное дозирование ускорителя, а также тщательное составление смеси.  
  • Отходы и разбрызгивание: следует оптимизировать процессы дозирования и доставки так, чтобы ни одна капля бетона не пропала зря, а весь материал доходил до распылительной головки. 

Как видите, только две из этих пяти областей фактически напрямую контролируются процессом набрызг-бетонирования. Все остальное зависит от других процессов цикла прохождения тоннеля или даже лежит за его пределами. Только умение оптимизировать все это приведет к наилучшему результату с учетом расхода материала в процессе набрызг-бетонирования.

Это пакетное предложение! 

Поэтому недостаточно уметь рассматривать отдельные подпроцессы. Важно также понимать цикл в целом и зависимости между его различными частями. Кроме того, следует не забывать о менее очевидных вещах. Если бурильщик выберет максимально короткое время бурения и минимальное количество отверстий для экономии времени, пострадают все остальные процессы цикла.

Для нас в Normet это означает, что мы не можем сосредоточиться только на отдельных продуктах и процессах и работать над их оптимизацией изолированно. Всестороннее понимание всех подземных процессов в сочетании с высокой квалификацией в разработке решений для наших клиентов является ключевым фактором. Это оптимизирует весь цикл земляных работ для повышения устойчивости процессов. Кроме того, именно поэтому мы нанимаем людей с опытом работы в горнодобывающей промышленности и прокладке тоннелей и распространяем этот опыт работы под землей по всей организации, чтобы оставаться первыми.

Да,и если ты работаешь оператором набрызг-бетонирования, угости бурильщика на следующей утренней смене чашкой горячего кофе! Это окупится.

Об авторе

Panu Oikkonen​​​​​​​ — директор по совершенствованию подземных процессов в Normet Group.

Panu Oikkonen​​​​​​​ работает в сфере прокладки подземных тоннелей и горнодобывающей промышленности уже почти 17 лет. Он приобрел практический опыт работы на проектах по буровзрывной проходке твердых пород, занимая должности от помощника взрывника до директора подразделения. Panu имеет степень магистра наук (инженер-технолог) в области горного машиностроения. В Normet он занимается разработкой ноу-хау и технологий для улучшения процессов подземных работ. Panu также является исполняющим обязанности президента Финской тоннельной ассоциации (FTA).

Panu Oikkonen​​​​​​​ – профиль на Linkedin

Подписаться на новостную рассылку