TBM在煤矿巷道掘进中的技术应用和研究进展 |
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引用本文: | 刘泉声,黄兴,潘玉丛,刘滨,邓鹏海.TBM在煤矿巷道掘进中的技术应用和研究进展[J].煤炭科学技术,2023(1):242-259. |
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作者姓名: | 刘泉声 黄兴 潘玉丛 刘滨 邓鹏海 |
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作者单位: | 1. 武汉大学土木建筑工程学院;2. 武汉大学岩土与结构工程安全湖北省重点实验室;3. 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室 |
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基金项目: | 国家自然科学基金资助项目(U21A20153,41941018); |
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摘 要: | TBM工法经济技术优势显著,正成为煤矿巷道快速掘进的一种新方法。但由于煤矿特殊的施工环境和复杂地质条件,TBM在煤矿巷道掘进中面临以下技术挑战:(1)煤矿特殊施工环境下TBM装备和矿井系统适应性设计难;(2)煤系软硬复合地层破岩机理不清,高效破岩控制难度大;(3)软弱地层挤压变形卡机灾害风险大,灾害预测和安全控制难度大;(4)掘进空间狭小和粉尘水雾干扰严重,TBM掘进过程监测难度大,难以进行掘进参数决策控制和灾害预警。对此,针对TBM装备适应性设计技术,深部复合地层TBM高效破岩理论,挤压变形卡机灾害预测控制方法,掘进过程智能化决策控制技术等开展了系统研究,在TBM安全高效掘进技术方面取得了以下研究进展:(1)论述了针对煤矿特殊施工环境的TBM装备和施工工艺适应性设计技术;(2)开展了TBM滚刀贯入和线性切割试验,揭示了复合地层地应力水平、岩石强度及岩性变化、掘进控制模式、滚刀安装半径等对TBM破岩效率和破岩模式的影响机理,提出了深部复合地层TBM掘进性能评价预测方法和岩体可掘性评价方法;(3)揭示了深部煤系软弱地层TBM掘进挤压大变形卡机灾害孕育发生机理,发展了挤压变形卡机灾害孕育演...
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关 键 词: | TBM 煤矿巷道 适应性设计 高效破岩 挤压变形卡机灾害 分步联合控制 掘进参数智能决策与控制 |
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