复合地层施工全断面隧道掘进机选型探讨

全断面隧道掘进机已成为地下隧道(洞)施工主力机械设备,其中土质地层施工一般用盾构机,岩石质地层施工一般用全断面岩石掘进机。而“岩”“土”互层(混合)地质条件下的施工设备选型,就十分复杂且困难。因此,根据实际施工地质地层,将“岩”“土”分别按开挖断面和隧道轴线混(复)合分类,然后根据“岩”“土”在断面上的复合程度及沿隧道轴线分布长度,分别探讨这样地层的施工设备特点和选型,为复合地层施工全断面隧道掘进机掘进系统构造和选型提供借鉴。     

全断面竖井掘进机凿井围岩分类指标体系与评价方法

针对全断面竖井掘进机凿井过程中软弱或破碎围岩失稳坍塌、高硬度岩石难破碎、地层涌水、地层节理构造等一系列地层复杂性带来的工程难题,开展了适用全断面竖井掘进机凿井的围岩分类指标体系与评价方法研究,考虑了全断面竖井掘进机凿井"岩"与"机"互馈作用下各因素的独立性和相关性,构建了围岩分类指标体系与评价方法,提出了全断面竖井掘进...     

JSBZ隧道悬臂式振动掘进机截割臂的研究

目前，我国隧道施工方法主要有钻爆法和综合机械化掘进法(综掘法)。综掘法的主要设备为掘进机，它是一种集切割岩石、装载、转运碴石、降尘等多种功能为一体的大型高效联合作业机械，具有连续掘进、无爆破震动、对围岩扰动小、岩石变形延迟发生、减少超挖和节约衬砌材料等优点。掘进机又分为全断面和部分断面抛进机。软岩隧道围岩软弱，     

可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井关键技术与装备

我国西部煤矿资源开发是保障煤炭资源供给的战略性任务,少人、安全、绿色、机械化、智能化矿井建设是现阶段煤炭智能化发展的必然趋势和重要方向。首先梳理了我国煤矿斜井和竖井全断面机械破岩掘进技术和装备现状,分析了适用煤矿井筒掘进的不同类型装备机械破岩掘进工作面临的共性难题;针对可可盖煤矿典型的西部富水弱胶结地层条件,确定了可可盖煤矿斜井和竖井联合开拓方案,并从地层条件、装备性能、围岩控制和经济合理性等方面,研判了采用斜井TBM掘进和竖井钻机钻井的可行性,提出了智能化建井建智能矿井的理念,构建了可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井模式;针对可可盖煤矿地层岩石强度低、扰动敏感的特性,突破了斜井敞开式TBM掘进高效破岩与围岩控制、连续排渣、装备推进与支撑协同控制等技术,实现了TBM姿态大幅度调整,一次掘进断面面积40 m2,形成了“探-破-支-运”一体化连续掘进技术体系,单月最高掘进进尺523.8 m;首次在西部富水弱胶结地层中采用竖井钻机钻井,提出了全岩地层竖井“一钻完井”工艺,形成了适用我国西部煤系地层钻井法凿井的大型竖井钻机及其配套装备体系,包括大直径全断面钻头结构、稳定钻杆、大型门式起重机以及竖井钻机高效集中控制系统,攻克了竖井钻机配套大型门式起重机安装、起下钻智能控制、竖井钻机高效钻进等关键技术与智能监控难题,实现了西部富水弱胶结岩石地层8.5 m大直径井筒高效钻进,单日最高钻进进尺10.8 m。     

可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井关键技术与装备

我国西部煤矿资源开发是保障煤炭资源供给的战略性任务,少人、安全、绿色、机械化、智能化矿井建设是现阶段煤炭智能化发展的必然趋势和重要方向。首先梳理了我国煤矿斜井和竖井全断面机械破岩掘进技术和装备现状,分析了适用煤矿井筒掘进的不同类型装备机械破岩掘进工作面临的共性难题;针对可可盖煤矿典型的西部富水弱胶结地层条件,确定了可可盖煤矿斜井和竖井联合开拓方案,并从地层条件、装备性能、围岩控制和经济合理性等方面,研判了采用斜井TBM掘进和竖井钻机钻井的可行性,提出了智能化建井建智能矿井的理念,构建了可可盖煤矿全矿井机械破岩智能化建井模式;针对可可盖煤矿地层岩石强度低、扰动敏感的特性,突破了斜井敞开式TBM掘进高效破岩与围岩控制、连续排渣、装备推进与支撑协同控制等技术,实现了TBM姿态大幅度调整,一次掘进断面面积40 m2,形成了“探-破-支-运”一体化连续掘进技术体系,单月最高掘进进尺523.8 m;首次在西部富水弱胶结地层中采用竖井钻机钻井,提出了全岩地层竖井“一钻完井”工艺,形成了适用我国西部煤系地层钻井法凿井的大型竖井钻机及其配套装备体系,包括大直径全断面钻头结构、稳定钻杆、大型门式起重机以及竖井钻机高效集中控制系统,攻克了竖井钻机配套大型门式起重机安装、起下钻智能控制、竖井钻机高效钻进等关键技术与智能监控难题,实现了西部富水弱胶结岩石地层8.5 m大直径井筒高效钻进,单日最高钻进进尺10.8 m。     

煤矿大断面岩石巷道快速掘进技术研究

为了提高煤矿大断面岩石巷道的掘进速度, 从液压钻车和挖掘式装载机与桥式转载皮带输送机设备配套入手, 提出了更适合大断面、掏槽效率高、适应性强的准直眼强力掏槽新方法, 并应用该掏槽方法与全断面一次爆破技术, 对常村煤矿大断面岩石巷道爆破参数进行了优化, 实现了全断面一次爆破的安全、快速掘进, 大幅度降低了掘进单位巷道的炮眼长度和爆破材料消耗, 节约了工程成本, 提高了炮眼利用率和爆破质量, 使掘进成巷速度比原来提高了50%以上。     

用大吊罐全断面掘进盲竖井

第十三井巷公司,在掘进黄沙坪盲竖井时。曾先后采用架木法全断面一次上掘;小吊罐上掘直径2.1米的小天井,而后向下扩大的方法;大吊罐全断面一次上掘的方法。实践证明,大吊罐法具有掘进速度快、效率高、材料消耗少、成本低、劳动强度小、作业安全等优点。     

煤矿超千米深部全断面岩石巷道掘进机的提出及关键岩石力学问题

为解决超千米深井巷道建设面临的严峻挑战,通过对现有的巷道掘进、支护技术与全断面岩石隧道掘进机(TBM)技术对比分析,结果表明：全断面岩石隧道掘进机优势明显,且满足超千米深井巷道建设的需求,现代化大型矿井也具备引入全断面掘进机的条件,将TBM引入超千米深井巷道建设,在解决所涉及的关键岩石力学和机械制造问题后加以改进,称之为全断面岩石巷道掘进机（RBM--Full Face Roadway Boring Machine）。由于煤矿深部巷道的建设环境与隧洞建设环境存在显著差异,RBM施工将面临两大关键问题--卡盾和刀盘破岩问题。为了揭示RBM卡盾机理,指出了其关键岩石力学问题,包括超千米深井巷道RBM开挖卸荷路径下围岩挤压大变形机理,护盾周围围岩挤压变形分布规律,围岩-护盾-支护相互作用机理,卡盾判据,卡盾防治理论及方法。     

一种小型全断面掘进机

一、用途瑞典 Atlas Copco 公司生产了一种小型全断面掘进机,它主要是用来掘进安放水管、气管、电缆和通讯管线的燧道,以代替打眼、放炮法,这在人口稠密的地方和市区,是十分必要的。它还可以用来打大直径孔的超前孔,打通风巷道和探矿巷道等。二、工作原理这种小型全断面掘进机应用了已经获得专利的底切法,即切割岩石与破碎岩石相结合的掘进方法。在每个工作循环中,刀盘从最初向下的位置,绕与巷道轴线成90°的水平轴转动     

掘进机刀齿的切割效率和寿命

用机器切割岩石是国家煤炭局的一项非常重要的活动,每年大约完成500公里的巷道掘进。在岩石中掘进巷道,主要选择悬臂式掘进机和全断面巷道掘进机。这两种设备中,悬臂式掘进机比较便宜,通用性大,但它的一个主要问题是切割硬岩的能力受到限制。     

复杂条件下大断面煤巷过断层技术

 羊场湾煤矿12采区边界回风巷围岩环境复杂,掘进断面积为19.2m2,为大断面巷道。掘进过程中揭露F201断层,断层落差大于25m,严重影响巷道顺利贯通。针对断层落差大、涌水量大、断层面岩石松软破碎,通过对巷道顶板隔水层安全水压计算、施工安全保障措施系统研究,制定“导水-超前支护-注胶加固-永久支护”全断面一次施工工艺,实践证明该工艺技术措施保证了掘进工作面顺利的穿过断层。该技术的成功应用,为类似条件下巷道过断层技术积累了经验,具有一定的借鉴意义。     

TBM盾构机在阳煤集团大断面岩巷中的研究与应用

阳煤集团绝大部分煤矿岩石巷道主要采用传统的钻爆施工法,这种施工方法由于破岩效率低、装运效率低、支护效率低、粉尘浓度高等问题,导致掘进速度缓慢、职业病高发,尤其是开拓准备等大断面岩巷掘进更加缓慢,严重制约水平采区接替。为提高大断面岩石巷道掘进效率、优化作业环境,阳泉集团大胆创新,在大断面岩巷试验使用TBM盾构机,与传统钻爆施工法相比,掘进速度提高了5倍多,工作面粉尘降低了80%,有效解决了大断面岩巷掘进速度慢的问题,为大断面岩巷快速掘进闯出一条新路。     

大型井巷贯通工程

所谓大型井巷,系指那些断面大、距离长的竖井、斜井和水平巷道。这些井巷由于多用钢筋混凝土支护,又要求加快施工速度,所以给掘进管理带来不少麻烦,相应地矿山测量工作也不同于一般。为使井巷贯通工程准确无误,应作如下几个方面的工作。     

TBM在隧道掘进中应用

全断面岩石掘进机又称隧洞或隧道 (巷道 )掘进机 ( Tunnel Boring Machine,简称 TBM)。是一种靠旋转并向前推进刀盘 ,然后通过盘形滚刀破碎岩石而使隧洞全断面一次成形的大型工程机械。山西引黄工程总干线使用 TBM进行引水隧洞掘进 ,是继甘肃引水入秦工程使用 TBM后的国内第二个工程。在使用 TBM进行掘进及支护的过程中 ,取得了不少的经验教训。本文就 TBM在引黄工程中的施工经验做一简要介绍。     

湖底隧道全跨度下导坑法通过破碎带的实践

介绍了湖底隧道在岩体系黄泥裹大小不等岩块的破碎带条件下开挖，采用隧道全跨度下导坑浅眼爆破全断面掘进的施工方法，充分利用自然坍落的空间，减少拱顶垮空区，达到安全快速施工的实践。     

扩大天井竖井延深法

在俄罗斯和其他国家的一些矿井改造实践中,除了全断面延深的竖井延深工艺外,还有一种两阶段延深工艺：首先在井筒范围内沿井筒轴线从准备水平掘进超前井巷（天井、大直径钻孔）,然后自上而下或自下而上将超前井巷道断面扩大,形成所需的竖井井筒断面。尽管这种延深工艺有一定缺点,其中包括分两个阶段开挖岩石,但这种工艺有许多优点：保证延深工程与被延深竖井的生产活动以及整个矿山的生产不受影响,掘进速度和工人劳动生产率高和安全作业水平高等。借助‘un型自行掘进机组,用普通凿岩爆破法便可掘进作为竖井延深的超前井巷的天井。天…     

用钻进法掘进天井

国外矿山正在广泛地使用全断面钻进法掘进天井,用这种方法可以在临界抗压强度为70兆帕的岩石中掘进通风井、切割井、充填井、辅助井和放矿溜井,其直径可达6米,在与凿岩爆破方法配合使用来掘进竖井时,直径能达到9米。到目前为止,已经研制了220多种不同类     

井下巷道机械掘进

联邦德国每年掘进巷道约500公里,总造价30亿西德马克。目前采用掘进机掘进的巷道比前20年大为增长。掘进机掘进效率高,速度快、经济效益好、安全可靠。掘进机的应用范围包括:全断面掘进机掘进岩石巷道,悬臂式掘进机(截割头掘进机)掘进煤层巷道(不含采区顺槽),悬臂式掘进机(冲击头掘进机)掘进采区顺槽。此外,许多煤矿仍用传统的钻眼爆破法掘进巷道,钻爆法在一定情况下仍是必须使用的。     

松软岩体大断面施工技术探讨

京九铁路赣南段隧道，他表部分多是风化严重的花岗岩、砂岩、泥质岩和粘土。花岗岩、砂岩风化后变成砂难，粘土、泥质岩膨胀性强。在Ⅰ～Ⅲ类岩掘进断面为122.22m2，（图1）矿井中很少见。施工这样大断面的软岩隧道，是次学习的好机会。一、施工方法松软岩体具有松、散、软、弱特性，强度低，胶结程度差，通水易膨胀，易流变。常规的砌、金属支架、木支架等很难支护。隧道断面大，距地表浅，雨水影响大，施工难度大。根据《铁路隧道施工规范》，选用先供后墙法，弧形上导坑，喷砌联合支护，砌体采用复合衬砌等方法。（图2）1．上导坑施工（1…     

优选法在竖井下掘中的应用

为了加快我矿竖井建设,我们应用优选法改进了炮眼排列,对提高掘进效率、降低材料消耗都取得了较好的效果。(一)竖井下掘概况井筒全长234米,毛断面直径6.4米,岩石为中等硬度(f=5～6)的灰岩。根据设备能力与施工条件,竖井下掘大体分为两段。第一段由于当时-65米中段已经形成,故采用吊罐小断面上掘,而第二段(-65米至-125米)采用全断面下掘的施工方法。