我们的专长是地下

2022年7月29日

我们的专长是地下

The people who follow Normet may have noticed that we pride ourselves on being experts in our customers' underground production processes. Communicating this to our audience aims to let people know that we know the processes that we develop solutions for, but what does it mean for us?   

循环式流程 

除了隧道掘进机(TBM)之外,几乎所有其他方法的隧道开挖都是一个循环式流程。以不同方法挖掘材料后,需要把材料运出隧道空间,同时支持隧道轮廓的安全,为下一轮材料挖掘做好准备。因此,我们不仅要对所有子流程进行细致的规划和优化,还需要评估和了解它们之间的依赖关系与影响,从而优化整个隧道或采矿项目周期。 

隧道开挖是一个所有子流程之间相互影响的循环式流程

每块岩石之下都存在着改进机会 

以硬岩钻爆为例,早班工作以新一轮的爆破钻孔作为开始。显然,爆破员希望这些钻孔能够整齐完好地出现在应该出现的地方,为达到最佳爆破效果做好准备。 

但钻孔对于后续流程又有何影响? 

精心设计的钻孔模式和精准的钻孔可以实现精确装药,无需额外的炸药来弥补钻孔偏差。这样一来可以减少超挖,并获得光滑的表面处理和狭窄的破坏区。 

由于超挖较小,需要挖出的岩石更少。如与控制粒径大小相结合,则能够获得更短、更加可预测的排土时间,没有中断,风险更小。 

光滑的表面处理和轻微的破坏区会对撬毛产生巨大的影响。由于松散岩石和周围岩体中的不确定因素更少,撬毛将变得更加系统,所需要的时间更短,进度也变得更加可预测。最重要的是,无论是对撬毛机操作员还是之后进入隧道空间的其他人来说,撬毛都可以更安全地进行。 

一个受控的破坏区对岩石锚杆的需求更少,这进一步提高了工作的安全性。即使是像土木工程隧道这样常常需要用到系统性岩石锚杆的工程,由于光滑的表面可以使钻孔保持干净和开放,锚杆孔钻探所需要的时间也会缩短,而且工作会变得更加容易和安全。 

众所周知,混凝土喷射是一种高度材料密集型工艺。喷射混凝土成本当中的主要部分在于混凝土混合料本身,其余几乎所有成本都取决于混凝土消耗。除此之外,令人遗憾的是,目前混凝土的碳足迹并不令人满意。 

(但是,混凝土的碳足迹是可以减少的!请阅读Ross Dimmock(隧道部副总裁)的精彩挪曼尔特博客:https://www.normet.com/steps-towards-creating-zero-carbon-tunnels/

我们往往不会考虑到的是,隧道之中的几乎每块岩石下面都存在着减少材料消耗的方法。拥有光滑的岩石表面和轻微的超挖只是其中一种方法。减少需要喷射的区域,确保良好应用技术的基本要素(如保持正确的站立距离和喷嘴头与表面之间的角度),这些方法实现起来更加容易,而且能使喷射变得更加系统化,喷射层的厚度也更容易得到控制。无论是喷射至设计层厚还是设计轮廓,这些方法都能使相同设计结构的混凝土消耗量更少。 

其他一些控制混凝土消耗的方法,主要掌握在专门的喷射混凝土人员手中。熟练、积极的操作人员,严格控制的层厚和良好的应用技术,高质量的混合设计和一流的设备,可确保将浪费控制在最低限度。 

部分工作在隧道工程开始之前就已经完成了。我最近读到的一个隧道项目成功将混凝土喷射量减少了20%。这一成果是通过使用高性能的混凝土混合物,并设计更薄的永久岩石支撑层来实现的。 

全方位节约材料 

简而言之,我将控制过量材料消耗分成了五个方面:  

  • 设计:能够只配定所需层厚和结构的材料,没有多余。
  • 挖掘质量和轮廓控制:尽可能减少额外喷射区域。 
  • 层厚控制:以良好的应用技术和现代技术帮助操作者实现正确层厚,最大限度减少过度喷涂。 
  • 回弹: 使用尖端应用技术、允许低脉动泵送和准确加速器剂量的设备,以及精心的混合设计,将宝贵的灰色材料应用于墙面而不是地面。 
  • 浪费和溢出:优化搅拌站和输送流程,消除混凝土浪费,将所有混凝土全部输送至喷头。 

正如我们所看到的,这五个方面之中实际上只有两个方面是由喷射混凝土流程直接控制的。其余方面则全部取决于隧道施工周期中的其他流程,甚至是流程之外的因素。考虑到喷射混凝土工艺的材料消耗,只有将这些方面全部优化,才能达到最佳效果。 

一揽子交易 

因此,只着眼于单个子流程是不够的;了解整个周期和不同部分之间的依赖关系才是关键。同样,对不是由自己直接掌控的方面加以注意也很重要。如果钻工为了节省时间而尽可能缩短钻孔时间和孔数,那么周期中的所有其他流程都会受到影响。 

对于挪曼尔特而言,这意味着我们不应该专注于单个产品和工艺流程,孤立地对它们进行优化。保持对所有地下生产过程的全面了解,并将其与为客户开发解决方案的卓越性相结合才是关键。这可以使整个挖掘周期得到优化,并使地下工程的未来更具可持续性。正是出于这个目的,我们有针对性地雇用在采矿和隧道方面拥有行业经验的人,并在整个组织内分享这些地下专业知识,以确保公司的行业领先地位。 

顺便一提,如果您是一名喷射器操作员,下次早班时为钻探员冲一杯热咖啡,您将会得到回报! 

简介

Panu Oikkonen是挪曼尔特集团地下流程卓越性总监

Panu Oikkonen在地下隧道与采矿业工作了大约17年。他拥有从硬岩钻爆隧道项目中获得的现场经验,并且担任过从助理爆破员到现场管理的各种职务。Panu拥有岩石工程专业理学硕士(技术)学位。当下,Panu正在为挪曼尔特开发改进地下工艺流程的技巧和技术。他同时还担任芬兰隧道工程协会(FTA)的代理主席。  

Panu Oikkonen - 领英档案

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