煤矿微型TBM及其掘进瓦斯治理巷道工程实践

作     者：唐彬 唐永志 赵能 王要平 曹伟 包蓓蓓 王艳国 孙长红 王晓云 TANG Bin;TANG Yongzhi;ZHAO Neng;WANG Yaoping;CAO Wei;BAO Beibei;WANG Yanguo;SUNChanghong;WANG Xiaoyun

作者机构：安徽理工大学土木建筑学院安徽淮南232001 安徽理工大学深部煤矿采动响应与灾害防控国家重点实验室安徽淮南232001 淮南矿业(集团)有限责任公司安徽淮南232001 沈阳天安科技股份有限公司辽宁沈阳113122 

基　　金：国家科技重大专项资助项目(2016ZX05068) 国家自然科学基金资助项目(51804006) 安徽省自然科学基金面上资助项目(2208085ME118) 

出 版 物：《煤炭科学技术》 (Coal Science and Technology)

年 卷 期：2023年第51卷第S1期

页      码：104-111页

摘      要：全断面掘进机(TBM)已在煤矿深井岩巷掘进中得到成功应用,其施工安全性好、掘进速度快,可安全高效地施工煤矿瓦斯、水害治理巷道,缓解了煤矿采掘接替失调的问题。为提高TBM在深井煤矿中使用的灵活性,扩大TBM在煤矿深井岩巷掘进中的应用范围,提出了煤矿微型TBM设计原则和技术指标,包括煤矿微型TBM在整机及部件尺寸重量、设备防爆和地层适应性等方面需满足的要求及解决方案。确定了煤矿微型TBM结构型式和主要参数,研发了煤矿微型TBM。系统论证了煤矿微型TBM设备及施工工艺研发中的技术难点与解决方案。针对煤矿微型TBM掘进瓦斯治理巷道工程地质条件,开展不同支护工况下煤矿微型TBM掘进巷道围岩稳定性数值分析。根据数值分析结果,综合考虑支护效果与支护效率,优选巷道支护方案,并开展巷道围岩变形与锚杆轴力现场监测。监测结果表明,巷道掘进后20天内,围岩变形和锚杆轴力增速较快;65天以后,围岩变形趋于停止,锚杆轴力也停止增长。巷道正顶处锚杆轴力略大于肩窝和帮部,巷道围岩整体稳定性较好,所选锚网支护形式可有效控制围岩收敛变形。采用煤矿微型TBM施工煤矿瓦斯治理巷道,锚杆支护施工效率能够理想地匹配煤矿微型TBM的掘进速度,巷道平均月进尺300 m,实现单班最高进尺15 m,圆班最高进尺41.6 m,相比钻爆法掘进效率提高了3~6倍。

主 题 词：煤矿 微型全断面掘进机 瓦斯治理巷道 数值模拟 现场监测 

学科分类：081901[081901] 0819[工学-海洋工程类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.13199/j.cnki.cst.mcq22-0918

馆 藏 号：203118152...