TBM法综合施工在煤矿长斜井中的应用研究

合集下载

TBM工法在台格庙矿区大埋深、长距离斜井井筒施工中适应性的研究

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｒｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｉｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌａｎｄｄｏｍｅｓｔｉｃｍｏｓｔａｄｖａｎｃｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＴＢＭｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．ｃｏｍｂｉｎｅｗｉｔｈｔｈｅａｅ —
大埋深、长距离斜井井筒施工中适应性的研究
曹协张军（１．神华集团新街能源公司，内蒙古鄂尔多斯０１７０００；２．伊泰集团，内蒙古鄂尔多斯０１７０００）摘要：本文通过对国际、国内最先进的ＴＢＭ隧洞施工技术分析，结合神华新街台格庙矿区工程地质及水文地质情况，创造性地将这一先进工法引入到大埋深、长距离斜井井筒施工中，开创煤矿建井历史的先河。关键词：ＴＢＭ工法；大埋深、长距离斜井井筒施工；相关适应性研究
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＴＢＭｔｕｎｎｅｌｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎ：ｇｒｅａｔｂｕｙ：ｒＬｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｉｎｃｌｉｎｅｄｓｈｆｔａｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎ：ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙ
内蒙古神华新街能源公司隶属于中国神华能源集团公司。２０１１年国务院同意将内蒙古台格矿区煤炭资源整装配置给神华集团勘探开发。该煤田埋深最浅处６００ｍ，深部达１０００ｍ以上，为实现大埋深斜井筒的安全高效施工，打破传统的煤矿建井模式，借鉴铁路、交通、水电等行业隧道施工成熟的施工经验技术，对ＴＢＭ工法在内蒙古新街台格庙矿区斜井井筒施工中的适应性进行研究。矿区工程地质概况

浅谈煤矿斜井TBM工法施工防、排水处置技术

用三元乙丙橡胶；在ＴＢＭ斜井变形缝处。密封垫采用外贴遏
点，确保斜井整体防水。（３）防水要求：成井后井筒涌水量＜６ｍ３／ｈ。
水膨胀橡胶和三元己丙橡胶的复合型．同时在接缝处外贴
计涌水量５９７．６７ｍ３／ｈ
因此ＴＢＭ施工中需要考虑洞内防、排水处置： ① 在掘进
过程中。当管片拖出盾尾时应及时进行壁后填充。并隔断地下
水沿管片渗流； ② 鉴于斜井距离长、施工空间小，洞内排水处
的ＴＢＭ施工防、排水处置，从安全、经济、施工效益等因素出发，对大埋深煤矿长距离、大坡度、大埋深斜井ＴＢＭ施工防、排水方案进行了浅谈，并对ＴＢＭ施工防、排水技术进行了详细论述。
技术的工艺核心，是先吹填豆砾石再灌水泥浆的二步法作业。
并重新嵌填的。
嵌缝范围：设计整条斜井均留设嵌缝槽．全隧拱顶４５￣范围和拱底９０。范围内施做嵌缝。同时，在洞口２０环范围及交叉
理” 的原则。（２）以混凝土衬砌结构自防水为根本，衬砌接缝防水为重
２．４管片接缝防水
接缝密封防水材料的防水能力暂按最大水压力Ｏ．５ＭＰａ

云贵地区煤矿TBM施工技术应用研究

云贵地区煤矿TBM施工技术应用研究代恩虎;王勇;鲁义强;邱洪登;闫少宏;杨拓【期刊名称】《煤炭科学技术》【年(卷),期】2022(50)10【摘要】云贵两省是我国南方重要的煤炭生产基地,初步探明贵州省南、北盘江腹地煤炭储量达330亿t,其中可就近通过水运的煤炭储量达到92亿t,急需高效、安全地开采煤炭。

近年来,TBM(全断面隧道掘进机,Tunnel Boring Machine)因其高程度智能化、安全高效的优点已逐渐应用于煤矿巷道的掘进,尤其是中东部众多矿区。

在立足于国内煤矿针对TBM施工进行了大量的应用研究工作之上,进行了大量调研,分析了TBM施工技术与煤矿常用的传统钻爆法和综掘法在现代化煤矿的不同类型巷道中的适用性与先进性,发现TBM施工技术因其高效的破岩方式在运输大巷等硬岩巷道施工中优势更加明显,掘支平行作业程度高,破岩时对围岩扰动较小,有利于围岩稳定,同时在长距离开拓巷道掘进时综合成本优势十分显著,且施工一次成硐,可实现一巷三用,但是对地质条件适应性较差。

以贵能公司聚鑫煤矿+1095 m运输大巷的掘进工程为工程实例,提出了满足全断面掘进机快速施工煤矿硬岩巷道特点与要求的巷道支护型式和施工技术,研发的“贵能二号”TBM在实际工程中实现了“小断面、大坡度、小转弯半径”的成功应用。

将常规隧道TBM与不同采掘深度和服务年限特点的煤矿巷道相结合,开发出适用于不同类型煤矿巷道且具有特色的矿用TBM,大幅提高了矿井建设的高效性和安全性,研究对TBM施工技术在煤矿领域的发展具有重要的推广和借鉴意义。

【总页数】9页(P10-18)【作者】代恩虎;王勇;鲁义强;邱洪登;闫少宏;杨拓【作者单位】贵州贵能投资股份有限公司;中铁工程装备集团有限公司;同济大学土木工程学院;中国矿业大学(北京)能源与矿业学院【正文语种】中文【中图分类】TD263.3【相关文献】1.TBM法综合施工在煤矿长斜井中的应用研究2.TBM技术在煤矿深部斜井施工应用中的技术瓶颈3.TBM全断面掘进机在煤矿井下巷道的施工应用研究4.TBM全断面掘进机在煤矿井下巷道的施工应用研究5.可可盖煤矿特长斜井TBM施工安全管理技术因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

TBM在煤矿施工中的应用与发展

TBM 在煤矿施工中的应用与发展TBM 在煤矿施工中的应用与发展随着现代化建设的发展，煤矿建设和矿井开采的设备和技术也在不断地更新换代，其中一种创新的技术便是TBM（盾构隧道掘进机）的应用。

TBM 是由瑞士人Wahle 于1954 年发明，经过长期的改进和创新，现在已经成为一种非常成功的隧道掘进技术。

本文将探讨TBM 在煤矿施工中的应用与发展。

一、TBM 的优点1.加速开挖工作TBM 的一个显著优点是它可以加速隧道的开挖工作。

与传统的开挖方法相比，TBM 不需要进行手工挖掘，节省人力资源，高效、稳定地完成工作。

在煤矿施工中，TBM 可以让开挖的速度快上几倍，这极大地提高了施工的效率。

2.提高工作安全性TBM 的操作相比人工开挖更加安全。

人工开挖可能会遭遇坍塌、泥浆流动等安全问题，而TBM 可以通过其高速驱动系统来控制不稳定的地层。

另外，TBM 的运转可以避免空气污染，保护施工人员的身体健康。

3.节约成本TBM 的尺寸大小可以通过定制灵活地适应工作现场的不同需求。

因此，TBM 可以达到更高的开挖速度，实现更快的回收投资和盈利周期。

此外，使用TBM 的成本明显低于传统的开挖方法。

二、TBM 在煤矿施工中的应用TBM 在煤矿施工中的应用并不是很广泛，但是在一些特殊的情况下，TBM 的使用可以带来更多的便利。

例如：1.煤矿输送隧道的施工煤矿输送隧道是连接矿井与外部地面的重要通道，需要通过人工开挖、钻爆等方式进行施工。

TBM 可以替代煤矿输送隧道的传统施工方法，因其相比于传统施工方法具有更快的开挖速度、安全性更高、成本更低等优点，可以在施工中产生明显的效益。

2.矿山舱压病物理治疗隧道的施工矿山舱压病是一种发生在地下矿工中的肺部疾病，常见于煤矿的采矿作业。

为了防止矿工患上舱压病，一些矿山进行了物理治疗隧道的施工。

TBM 可以加速隧道的开挖，减少对矿工的伤害和不必要的扰动。

三、TBM 在煤矿施工中的发展TBM 在煤矿施工中的应用还处于起步阶段，但是它的未来发展前景广阔。

TBM(隧道掘进机)在长隧道中的应用

TBM（隧道掘进机）在长隧道中的应用（1）中国铁路网2007-03-19 10:41:01网友评论 1 概述当隧道（洞）长度过长时,用常规钻爆法进行隧道施工将需要相当长的工期,隧道掘进机法施工则适合长隧道施工的需要。

隧道掘进机英文名称是Tunnel Boring Machine,简称TBM。

根据国外实践证明：当隧道长度与直径之比大于600时,采用TBM进行隧道施工是经济的。

TBM最大的优点是快速。

其一般速率为常规钻爆法的3～10倍。

此外,采用TBM施工还有优质、安全、有利于环境保护和节省劳动力等优点。

由于TBM 提高了掘进速率,工期大为缩短,因此在整体上是经济的。

TBM的缺点主要是对地质条件的适应性不如常规的钻爆法；主机重量大：前期订购TBM费用较多；要求施工人员技术水平和管理水平高；对短隧道不能发挥其优越性。

由于科学技术的不断迅猛进步,现在TBM可以适应较为复杂的地质条件,从松散软土到极坚硬的岩石都可以应用,使用范围日益广泛。

TBM的设计制造在一定程度上反映了一个国家的综合科学技术和工业水平,体现了计算机、新材料、自动化、信息传输和多媒体等技术的综合和密集水平。

一门叫做“地质机械电子学”的学科应运而生。

它把机械原理、电子学原理和机器人原理应用到岩土工程学中,包括所有岩土工程技术和TBM技术。

未来的发展属于自动化隧道掘进机。

目前,人们已能在办公室控制掘进机操作一一法国的斯特拉堡工地证实了这一事实[1]。

掘进机的针对性很强,不同的地质条件需要不同的掘进机,也就产生了不同的掘进机；有的适用于软土,又称为盾构机：有的适用于岩石。

岩石掘进机可分为开敞式、单护盾式和双护盾式,并且已研制出能进行斜井施工的,例如,已用于日本东京附近抽水蓄能电站压力管道斜井的施工。

软土掘进机（盾构机）初期为气压手掘式,现今主要为泥浆加压式和土压平衡式,并且已研制出能掘进圆形连续多断面隧道掘进机,已应用于日本Hiroshima新运输线的Rijoh隧道：研制出垂直—水平连续隧道掘进机,已应用于日本东京污水隧道工程；研制出椭园形隧道掘进机,已应用于日本Nagoya的管道施工。

浅析煤矿长斜井TBM法综合施工技术

浅析煤矿长斜井TBM法综合施工技术雷升祥【摘要】The feasibility, selection of technical parameters of inclined shaft, the TBM selection, the originating station design, the main technical problems and countermeasures of long inclined shaft construction of coal mine with TBM method technology are discussed deeply in the paper, and the technology of coal mine construction scheme selection and design is of great significance.%对煤矿长斜井采用TBM法施工技术的可行性、斜井的技术参数选择、TBM的选型、始发站的设计、主要技术问题及对策进行了深入的探讨,这些技术对煤矿建井方案的选择与设计具有重要的指导意义。

【期刊名称】《铁道建筑技术》【年(卷),期】2012(000)004【总页数】6页(P1-6)【关键词】煤矿;斜井;掘进机;施工技术【作者】雷升祥【作者单位】中国铁建十三局集团有限公司,天津300308【正文语种】中文【中图分类】U455.441 问题的提出在长隧道施工时，为了缩短工期，一般设置平行导坑、横洞、竖井或斜井，以增加工作面或通风洞。

在水电系统，斜井开挖常应用于水电站通风井、出线井、排水井、压力管道、运输(交通)井以及为隧洞施工的斜支洞，一般用钻孔爆破法施工，有全断面开挖和反导井扩挖两种。

反导井开挖方法有普通法、吊罐法、爬罐法和反井钻机法4种，各种开挖方法同竖井开挖。

斜井的开挖方法见表1。

表1 斜井开挖方法分类序号斜井倾角开挖次序开挖方法1 小于6°时由上而下，类似横洞钻爆法、TBM法2 6°～30° 自上而下钻爆法3 大于30°～45° 先导井，后扩挖。

煤矿长距离斜井TBM施工风险特性与评估研究

加强环境保护意识，遵守环保法规
优化施工方案，减少环境影响
建立应急预案，应对突发环境事件
加强施工监管，确保施工安全
施工机械风险控制措施
定期检查和维护施工机械，确保其正常运行
配备足够的安全防护设备，如灭火器、安全帽等
操作人员必须经过专业培训，持证上岗
对施工机械进行实时监控，及时发现和处理异常情况
制定严格的操作规程，确保施工机械按照规范操作
机械设备故障：可能导致施工中断或效率降低
操作人员技能不足：可能导致施工质量下降或安全事故
机械设备更新换代：可能导致施工成本增加或施工进度受到影响
施工管理风险
施工组织设计：是否合理，是否符合实际情况
施工进度管理：是否合理安排，是否存在延误风险
施工质量管理：是否严格控制，是否存在质量问题
施工安全风险：是否采取有效措施，是否存在安全隐患
评估风险发生的可能性和影响程度
确定风险评估的目标和范围
收集和整理相关数据、信息和资料
风险评估结果分析
风险等级划分：根据评估结果，将风险分为低、中、高三个等级
风险影响因素：分析影响风险的主要因素，如地质条件、设备性能等
风险应对措施：根据风险等级和影响因素，制定相应的风险应对措施，如加强地质勘探、提高设备性能等
风险分布情况：分析风险在不同施工阶段的分布情况，找出高风险区域
煤矿长距离斜井TBM施工风险管理对策
3
施工环境风险管理对策
加强地质勘探，掌握地质条件
优化施工方案，降低环境风险
加强施工监测，及时预警和应对
提高施工人员素质，加强安全培训
建立应急预案，及时应对突发情况
பைடு நூலகம்
加强环保意识，减少环境污染

TBM技术在斜井掘进中的应用

LOGO
国内外工程实例
英吉利海峡隧道
LOGO
国内外工程实例
引大入秦工程
引大入秦水利工程是把甘肃、青海两省交界处的大通河水，跨流域东调120公里，引到兰州市以北60公里处干旱缺水的秦王川盆地的一项规模宏大的自流灌溉工程。这是目前中国规模最大的跨流域自流灌溉工程，其规模宏大，气势雄伟，工程渠线长，费用殊巨，被赞颂为当代的都江堰，在诸多方面创造了中国乃至世界水利建设中的先进水平。亘古未有，堪称今古之奇观。
遇软岩时，由于软岩不能承担支撑板的压应力，由盾尾推进液压缸支撑在已拼装的预制衬砌块上或钢圈梁上以推进刀盘破岩前进；遇到硬岩时，和敞开式掘进机工作原理一样，开支撑板撑紧洞壁，由主液压缸推进刀盘破岩前进。
LOGO
TBM技术介绍
双护盾式掘进机
LOGO
国内外工程实例
英吉利海峡隧道
英吉利海峡隧道（The Channel Tunnel）又称英法海底隧道或欧洲隧道（Eurotunnel），是一条把英国英伦三岛连接往欧洲法国的铁路隧道，于1994年5月6日开通。它由三条长51km的平行隧洞组成，总长度153km，其中海底段的隧洞长度为3×38km，是世界第二长的海底隧道及海底段世界最长的铁路隧道。两条铁路洞衬砌后的直径为7.6m, 开挖洞径为8.36~8.78m；中间一条后勤服务洞衬砌后的直径为4.8m，开挖洞径为5.38~5.77m。
LOGO
TBM技术介绍
欧美将全断面隧道掘进机统称为TBM，日本则一般统称为盾构机，细分可称为硬岩隧道掘进机和软地层隧道掘进机。
中国则一般习惯将硬岩隧道掘进机称为TBM，将软地层掘进机称为盾构机。
LOGO
TBM技术介绍
TBM

大埋深、长距离斜井井筒施工TBM选型分析

ｃｌｉｎｅｄｓｈａｆｔｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎｇｅｏｌｏｙｇａｎｄｈｙｄｒｏｇｅｏｌｏｇｙｉｎＳｈｅｎｈｕａＸｉｎｊｉｅＴａｉｇｅｍｉａｏｍｉｎｅ＆ｌｅａ．ｒｅｓｅａｒｃｈｅｄｔｈｅａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙｆｏＴＢＭｉｎｃｌｉｎｅｄｓｈａｆｔ
ＴＢＭ，ｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎｐｅｒｉｏｄｎｄａｅｃｏｎｏｍｉｃｉｎｄｉｃａｔｏｒ．ＡｎｌｙａｚｅｄｔｈｅｓｅｌｅｃｔｉｏｎｆｏＴＢＭ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｇｒｅａｔｂｕｒｙ。ｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｉｎｃｌｉｎｅｄｓｈａｆｔｃｏｎｓｔｕｃｒｔｉｏｎ；ａｌｌｔｙｐｅｓｏｆＴＢＭ
一
、
工程概况
神华新街台格庙矿区位于鄂尔多斯市境内，行政隶属鄂尔多斯市伊金霍洛旗和乌审旗。矿区为一不规则多边形的整装煤田，矿区面积７３７．８ｋｍ，煤炭资源储
量１４２主采煤层埋深平均在７５０米以下）、煤质优良、煤层赋存条件较好等特点。按照传统的建井模式，只能采取立井开拓方式与冻结＋钻爆（或钻井）法施工，根据目前的矿井提升技术条件，井型只能在１２００万吨／年以下。传统开拓模式主提升能力有限、矿井无扩能空间、大型物料运输困难；且施工安全管理难度大、造价相对较高。台格庙矿区在煤层赋存及地质条件等方面完全具备建设特大型高产高效矿井的条件，前期建设的四对矿井井型均应在１５００万吨／年以上。为此，采取斜井＋立井的综合开拓方式（主副斜井采用６。下坡，风井采用立井）可解放矿井主提升与大件运输能力并预留扩能空间。二、ＴＢＭ掘进机综述ＴＢＭ（ｔｕｎｎｅｌｂｏｒｉｎｇｍａｃｈｉｎｅ）全断面隧道掘进机，目前在国内有两种提法，其一是岩石掘进机（ＴＢＭ），其二是盾构机。ＴＢＭ就是适合硬岩掘进的隧道掘进机，盾构机指的是适于在软岩、土中的隧道掘进机。现在许多硬岩ＴＢＭ也采用盾构机技术，而ＴＢＭ本来就是隧道掘进机的意思。鉴于学术及现实中称法混乱，造成许多麻烦，所以本文建议国内采用统一称法，采用“ 硬岩ＴＢＭ” 和“ 软岩ＴＢＭ” 两种来规范（下文就采用此用法）。其中硬岩ＴＢＭ又可分为开敞式ＴＢＭ、单护盾ＴＢＭ、双护盾ＴＢＭ及双模式ＴＢＭ。

全断面隧道掘进机(TBM)在煤矿中的应用研究

全断面隧道掘进机(TBM)在煤矿中的应用研究杨简【摘要】当前,在煤矿矿山建设领域,传统施工方法存在诸多不足之处.而在煤矿井巷工程掘进中,全断面岩石隧道掘进机可以发挥重要的作用.本文阐述了全断面隧道掘进机的开挖工法,分析了其在煤矿矿山建设领域的应用优势,重点阐述全断面隧道掘进机在矿产施工中的应用,希望能为相关人士提供一定的参考.【期刊名称】《中国资源综合利用》【年(卷),期】2019(037)003【总页数】3页(P90-92)【关键词】全断面隧道掘进机;煤矿;井巷工程掘进【作者】杨简【作者单位】华能云南滇东能源有限责任公司矿业分公司通防部,云南曲靖655508【正文语种】中文【中图分类】TD421.5在煤矿井巷工程施工过程中，全断面隧道掘进机是能够同步进行巷道掘进排矸和支护的大型成套机械化施工设备。

全断面隧道掘进机主要包括盾构机、硬岩隧道掘进机两类，主要适用于开挖地层硬度比较高的硬岩地层以及稳定性比较强的围岩地层等。

全断面隧道掘进机在城市地铁隧道工程建设和矿山企业井巷工程掘进中有着十分广泛的应用。

1 TBM在煤矿中的应用概述煤矿企业是我国最主要的能源企业之一，相关煤矿施工工程质量和进度直接关系着煤矿的产出以及相应的经济效益。

煤矿矿井建设最主要的工程是井巷工程，其至少占总工程量的40%，建井周期比较长，技术要点也比较多。

施工过程中容易受到各种因素的影响，因此要想保证整体矿井工程施工进度和工程效益，必须确保井巷工程的施工速度和质量[1]。

在煤矿矿井工程施工建设中，矿井的开拓对于整个施工过程起到决定性的影响，直接决定了矿井基建工程量的大小和相关施工技术的应用，最主要的是直接关系矿井未来的生产效益。

因此，要加强对矿井开拓工作的管理，运用现代化的技术手段确保矿井开拓高效，煤矿常用的开拓技术和工艺主要包括钻爆法、悬臂式掘进机等。

这些施工技术虽然在当前煤矿行业有广泛的应用，但是其工程建设速度比较慢，安全风险较大，相应的人员工作环境较差，井下成型质量也难以得到保证，难以满足企业对大型现代化矿山工程的要求，所以需要对传统的矿井开拓方式进行改革，采用先进的开拓技术来提高整体施工质量[2]。

煤矿斜井TBM施工长距离反坡排水技术

摘要：结合ＴＢＭ法施工煤矿长距离斜井面临埋深达６６０ｍ、反坡坡度为６。（一１０．５％）、地层富水的问题，通
过斜井排水管线路设计、排水设备及储水水仓等设计研究，从经济可靠的角度出发，提出ＴＢＭ斜井分级、分
度为一１０．５（６。下坡），长６３１４ｒｆｌ，埋深６６０ｒｆｌ，斜
井内径６．６Ｉｎ，采用钢筋混凝土管片支护，管片厚
斜井ＴＢＭ施工过程中按照最大涌水量３００ＩＩ１。／ｈ进行排水设计，排水系统设计按照１．２倍安全
１工程概况
１．１工程简介神华新街矿区位于内蒙古鄂尔多斯市境内，矿
计算参数及计算结果如表１所示。
根据表１可知，最大涌水量为２３３１ＴＩ。／ｈ。为安全应对可能出现的突发情况，在排水方案设计中，最大排水能力按照估计最大涌水３００ＩＴｌ。／ｈ考虑。
流条件较差。根据地质勘察资料，地层存在较稳定
之一。当斜井有地下水涌出时，整个斜井巷道就像
“ 老鼠洞 ” ，极易被淹。同时又由于地质条件的不确定性，地下涌水量很难完全掌握，这对斜井ＴＢＭ法
１．２水文地质条件及涌水量预测试验斜地层主要为砂岩、泥岩和砂岩泥岩互层，

煤矿长斜井TBM工法姿态控制技术分析

煤矿长斜井TBM工法姿态控制技术分析一、项目概况1、项目简介本斜井主要用作辅助运输巷道，运用单护盾TBM进行施工，全长2744.599m，其中明挖段长度为26.436m，工法段全长2718.165m，开挖直径：7.62m，井筒内径：6.6m，管片厚度：0.35m，坡度：-9.5%（-5.43°）；平硐埋深6.4～276.8m。

2、工程水文地质（1）水文地质情况含水地层：其第四系、志丹群属于透水层，其他地层富水性相对较弱。

涌水量：依据地勘资料表明，其中第四系、志丹群、中侏罗统顶-12煤、12煤-22煤地层最大涌水量为16m³/h，其地层累计量为36.34 m³/h。

（2）工程地质条件井筒穿越范围内地层由老到新分如下：由31煤至延长组顶面（J1-2y）、12煤至31煤孔、中侏罗统顶—12煤层、下白垩～上侏罗统志丹群、第四系分布，岩性逐渐变差，主要经过泥质砂岩、砾岩层、砂岩、粉砂岩互层遇水易崩解，层状结構，易风化，并且穿越煤层等软弱地层。

二、（TBM工法）上软下硬地层的风险一级风险评价指标体系包括自然风险、地质风险、技术风险、设备风险、管理风险、事故风险。

政治风险和经济风险在本文中不予考虑。

施工风险：主要包括突水突泥、煤系地层施工防爆、断层破碎带、特殊地质段；主要技术难题包括：长距离运输问题、通风问题、排水问题等，需要从技术方案来解决。

运营风险：因地压水压变化大，长斜井洞室非均匀变形问题。

在单护盾TBM工法施工工程中，相差悬殊的水文地质特征地层组合常见于煤矿斜井，如洞身上部为软土，下部为硬岩的上软下硬复合地层。

在此类地层中施工，单护盾TBM在同一断面中掘进时同时遇到了两个地层极端，极大地增加了施工难度，如果采取的施工方法失当或者考虑不够周全，容易产生姿态上抬，刀具损坏，地面沉降，土仓结泥饼的风险。

隧道中上软下硬复合地层的土层和岩层过渡较快和性质差异显着的特点，使得单护盾TBM在掘进时容易产生以下施工风险：1、由于底部为硬岩，刀具贯人岩面困难，顶部为软土，刀具切削土层容易，因此掘进机TBM机掘进时垂直姿态容易上抬。

大长煤矿斜井TBM工法运输技术应用

大长煤矿斜井TBM工法运输技术应用王伟【摘要】神华神东补连塔矿2#辅运斜井采用TBM工法施工属全国首例.斜井施工中除出渣运输采用连续皮带机外,其余各类施工辅材运输全部由辅助运输系统承担.本项目选用无轨胶轮车运输模式,胶轮车具有运行灵活、制动性能可靠,能最大限度的保证运输的安全性.煤矿矿井TBM工法运输方案设计的可靠性、科学性、合理性有待研究.【期刊名称】《低碳世界》【年(卷),期】2015(000)032【总页数】2页(P128-129)【关键词】煤矿TBM工法;运输;设备选型;长距离斜井无轨胶轮车【作者】王伟【作者单位】中铁十一局集团第五工程有限公司,重庆沙坪坝区400037【正文语种】中文【中图分类】TD7271 工程概况本工程主要为建新副斜井主要用作辅助运输使用巷道,作为日常运行车辆的一个通道.针对本工程的特点,本项目物料运输全部采用无轨胶轮车运输模式.图1 双车道运输示意图2 洞内物料运输方式2.1 辅助运输所需运输的物料(1)管片:宽度1.5m,最大长度4.1m,分成两摞后最大高度1.9m,整环的总重量约34T.(2)浆液:每环掘进需用量约9.6m3.(3)长度6m水管、盾尾密封脂、豆砾石、润滑油脂、泡沫剂、水玻璃、连续皮带机架、风筒存储器、袋装水泥等.2.2 运输条件限制(1)运输道路的宽度3.5m.(2)运输的高度最高位置不高于2.6m,运输车头部,最高位1.5m.(3)斜井内可以错车行驶.2.3 运输设备选择依据以上的条件限制,运输车辆在斜井内无法进行调头,因此需具备双向行驶功能,车辆两端均设置驾驶室.运输设备在斜井内实现随时错车.要求运输设备的宽度不能大于3.5/2=1.75m.考虑到错车时需要有一个安全距离,运输设备采用宽度1.6m窄体车.(1)窄体车工作效率①窄体车可以实现随时错车,因此可以最大限度的发挥辅助运输的效率,节省运输路上消耗的时间.②辅助运输设备在斜井内出现突发故障导致无法运行的时候,窄体车不至于将整个运输通道封死,其他运输车还可以服务于TBM施工的物料运输,TBM还可以正常掘进.(2)窄体车的安全性①在装载相同重量和高度的物料时,窄体车在侧翻的安全性方面在本项目运输道路平整,路况好,运输车辆运行速度低,不可能发生车辆侧翻的可能性.②在制动方面,窄体车在常规制动的情况下配备了紧急制动,可以将车辆的底盘架下方并接触路面产生制动力.2.4 运输能力计算TBM掘进进度按照平均月掘进500m/月,最高进度800m/月计算.按最高峰800m/月进行复核验算,运输长度按2.9km计算,如表1所示.由表1可知,当斜井掘进到2.9km,运距最长,且掘进速度32m/d时,共需4台运输车. 表1 胶轮车运输能力计算表单月最大进尺 800m单日最大进尺 800/25=32m(每月25d掘进时间)每环管片宽1.5m 32/1.5≈21.3运输车单车次运输能力 1环单日管片最大需求车次 14次单车次往返最大总路程2.9(km)X2=5.8km≤7km/h(重载下坡,5°)≤7km/h(空载上坡,5°)(15MIN+15MIN管片装卸)=30min30min+(5.8km÷10km/h)≈1.08h单车每日工作时间 16h(余下时间为保养、交接班等)每环运输时间 5.8km/7=0.83h单车每日最大运输量 16/1.33=12每日运输最大需求量 14/12=1.2台运输车为每环运输一次 2台单车次往返时间3 胶轮车主要系统说明3.1 车架车架采用全自动埋弧焊,达到国际先进焊接工艺、冲焊直通式承载车身、抗弯矩能力强,在收到扭力作用时,柔性好,抗冲击载荷不变形.3.2 动力系统无轨胶轮车驱动为闭式液压驱动系统.动力系统采用TIER3/EPA3发动机,与液压泵组串联.3.3 转向系统运输车能够实现直行、八字转向、斜行等功能,能够满足在斜井内会车、装卸管片对位的需要.3.4 斜井内的准确、安全会车该无轨运输车装有测距装置,会车时检测安全距离,并随时报警提醒驾驶员修正车身位置,会车时,两车之间距离100mm以上.3.5 制动系统(1)行车制动下长坡时开启液力缓速器利用驱动系统闭路循环系统提供液力刹车和液力缓速器进行缓速制动.(2)驻车制动器运输车配置有液压湿式驻车制动器,每轴线制动力矩为19160N.m,液压释放弹簧制动,能满足重车坡道驻车要求.(3)制动失效应急装置设计紧急制动采用切断整车电源,此时驻车制动器及静液压制动同时作用使车辆紧急停车,使车架落地,保证可靠停止.3.6 行走机构行走机构采用液压柔性悬挂轴,自动适应横披的要求,亦可单点调平或者同步提升,保证每个悬挂承载基本相同,提高了行驶中的安全性能和舒适性.3.7 电气系统整车电气系统的操作电压为24V,配备有2个145AH蓄电池,驾驶室配置的电控、监测设备.电气系统具备瓦斯气体防爆功能.3.8 液压系统整车的行驶、转向动作均采用的是液压控制,整个的系统可以分成两个部分:闭式液压驱动系统和开式液压转向系统.4 胶轮车的主要参数和主要配置表2 所需主要参数及动力性能项目参数最大装载质量 40T车辆自身质量 20T左右总质量 60T车辆长度 17m车辆宽度 1600mm高度 1555mm(另一端小于2540mm)平台升降范围 260mm(作为参考,如果有其它可行性方案优化可以采纳)驱动方式闭式液压系统驱动适应坡度11°(可满载爬坡,车速不作为主参数)下坡速度≤10km/h(重载下坡)上坡速度≤10km/h(空载上坡,5°)重载平地速度≤15km/h 工作环境温度 -30℃~+40℃最大相对湿度 98%轴线数/悬挂数 4/8(独立悬挂)单悬挂载重量 10转向模式直行、八字转向、斜行轮胎规格/数量 36X12.5~20/10轮辋规格/数量 8.00~20/8接地比压≤0.77MPa Cummins水冷柴油机进气形式:增压中冷功率:大于194kW转速:2000rpm数量:1排放:欧Ⅲ尾气处理:催化和水洗除尘附着系数 0.5滚动阻力系数 0.035整车轴线数 4驱动轴线数 4(8个独立悬挂)制动轴线数 8制动轮个数 8空载平地最大制动距离(初速度15km/h) 4m(单路)3.5m(双路)最大坡道重载下坡制动距离(初速度10km/h) 3m(单路)2.5m(单路)驻车制动器数量 8单驻车制动器制动扭矩大于10000N.m总驻车制动力矩大于8000(满足)坡道车辆惯性力矩厂家提供参数项目参数单液压缓速器最大缓速力矩大于9000N.m缓速力矩大于8000N.m(8个缓速泵)发动机5 物料运输安全管理措施(1)运输安全是整个项目安全管理的重点,因此在施工过程中要制定严格的安全操作规程,和安全防范措施,确保安全施工.(2)驾驶该无轨运输车的司机经过厂家严格培训并取得相应资格证书持证上岗.(3)在运输过程中严格控制运行速度,重载下行速度控制不超过10km/h,空载上行速度控制不大于15km/h,遵守右侧通行的规范.(4)运输车辆配备安全距离检测装置,确保错车安全.(5)运输车上配置三套制动系统:缓速系统、制动系统、防溜车(紧急落地制动).(6)严格运输车辆检测制度,确保运输车辆的安全性能.(7)物料运输前确保运输车各项性能指标合格,尤其是制动系统.(8)驾驶员应该严格按照有关规章制度操作,禁止让他人操作.(9)各级严格遵守相关制度,杜绝一切安全隐患发生.(10)要按时保养和维护胶轮车,杜绝一切存在安全隐患的车辆使用.6 结束语因煤矿斜井工程采用TBM工法掘进在国内无成熟的技术资料可以借鉴,国内外TBM长距离大坡度煤矿斜井施工无先例.在结合煤矿本安要求,对大坡度物料运输安全、大坡度运输与TBM高效掘进匹配难点的设计、选型、实施中出现很多重难点问题,经过长期验算、实践的努力下得到很好解决,实现物料运输安全高效完成施工目标.参考文献[1]马胜利.煤矿机电设备选型设计.北京:中国矿业大学出版社,2013.[2]王继生.樊运平无轨胶轮车在神东矿井辅助运输系统中的应用[J].煤炭工程,2007.[3]窦永山.《煤炭安全规程》.北京:煤炭工业出版,2001.[4]于不凡.《煤矿瓦斯灾害防治及利用技术手册》.北京:煤炭工业出版社,2005.[5]袁亮.《煤矿总工程师技术手册》.北京:煤炭工业出版社,2010.。

TBM技术在斜井掘进中的应用分解

钻爆法施工引黄总干6座隧道：1#，2#，3#，9#，10#，11 #，共6个洞，除10#洞长7.38km，其余210m-5260m之间，平均开挖进尺16-68米/月。投标价1.2万/米~1.58万/米（20 02年）。
LOGO
国内外工程实例
❖钻爆法和TBM法比较
以上对比可知，用TBM施工与用钻爆法施工相比，每延米工程费用不相上下。特别指出的是此处钻爆法是用于短隧洞，若用于长隧洞，费用会更高。此外TBM施工对工期提前所产生的巨大的经济效益和社会效益更不容忽略。
TBM技术介绍
❖双护盾式掘进机
双护盾掘进机的一般结构主要由装有刀盘及刀盘驱动装置的前护盾，装有支撑装置的后护盾（支撑护盾），连接前、后护盾的伸缩部分和安装预制混凝土管片的尾盾组成。
遇软岩时，由于软岩不能承担支撑板的压应力，由盾尾推进液压缸支撑在已拼装的预制衬砌块上或钢圈梁上以推进刀盘破岩前进；遇到硬岩时，和敞开式掘进机工作原理一样，开支撑板撑紧洞壁，由主液压缸推进刀盘破岩前进。
LOGOቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1992年1月引大入秦30A隧洞
国内外工程实例
山西引黄工程：围岩多为白云岩、灰岩、砂岩等，有地下水。
TBM施工总长123.4km，开挖直径4.82、4.92m，成洞内径 4.2、4.3m。平均月成洞610-1100米/月，最高月成洞1637 米/月。投标价1.5-2万元/米（2002年）。
LOGO
国内外工程实例
❖英吉利海峡隧道
LOGO
国内外工程实例
❖引大入秦工程
引大入秦水利工程是把甘肃、青海两省交界处的大通河水，跨流域东调120公里，引到兰州市以北60公里处干旱缺水的秦王川盆地的一项规模宏大的自流灌溉工程。

浅谈煤矿斜井TBM工法施工防、排水处置技术

位于内蒙古自治区鄂尔多斯市伊金霍洛旗和乌审旗的新华新街台格庙矿区，总体规划面积为７００多ｋｍ２，煤炭的资源量达到了１３０多亿吨，开发了７个井田，其中ｌ至４号井田采用斜井开发。以１号井田为例，线路初步定为以６。的斜度进行下坡施工操作，掘进长度为６５５０；ｇ：，其中采用ＴＢＭ工法施工的长度为６３９０米，掘进的断面直径为７．６２米，距离副井为６ｏ米，采用钢筋混凝土管片支护，管片外径和内径分别为７．３米和６．６米，管片厚度为０．３５米，宽度为１．５米。该煤矿
斜井的地理条件底层主要为砂岩、泥岩及混合岩层，地下水源丰富，且补给来源主要为大气降水为主，在深部有来自侧向的径流补给。直接充水含水层为裂隙
最后一个水箱内，用于施工过程中污水的暂时储存和沉淀。在该水箱后应接有ｉＩ缶时水箱，临时水箱容积应达到６０ｍ３，可采用钢板进行焊接而成，内部也可由隔板隔成２０ｍ、２０ｍ、２０ｍ的三个小水箱，继续形成三级沉淀，水泵同样放到最后级水箱中。在临时水箱外应建有固定水仓，水仓容积在１２０ｍ￣，也应有隔板隔成２０ｍ３、２０ｒｎ３、８０ｍ３的形成三级沉淀的水箱，水泵同理放人最后一级水箱内，不
２．ＴＢＭ水箱、临时水箱、固定水仓的设置

煤矿长距离斜井TBM(盾构)施工风险特性与评估研究

煤矿长距离斜井TBM（盾构）施工风险特性与评估研究我国是世界上煤炭开采最多的国家之一,在未来相当长的一段时间内,煤炭仍是我国的主导能源。

随着我国煤矿整体开采技术的不断提高,以及煤矿开采设计理论的不断完善和施工技术的进步,在中、浅埋深条件下采用斜井提升具有较大优势。

采用斜井提升能够节约成本、提高效率,且基建投资少,建设速度较快,因此在我国矿井建设中得到了广泛的应用。

钻爆法短期内无法显著地提高煤矿长距离斜井的施工速度,隧道掘进机法施工则适用于长距离斜井施工的需要。

隧道掘进机(TBM)是当今世界上隧道施工广泛采用的机械,具有高度机械化和自动化的特点,在长距离隧道施工中能够较大的发挥其优越性,TBM施工技术在煤矿建设中应用前景将更为广阔。

我国近几年在TBM的设计领域不断取得重大突破,相继解决技术难题,填补了我国TBM施工领域的空白,得到跨越式发展。

TBM 设计和制造的周期缩短,维护更加方便,TBM的断面直径范围增大,能适应多种断面形式,且施工技术得到提高,地质适应能力得到增强,不断的适应实际施工需求,对促进我国煤炭资源的开发具有重大的意义。

煤矿长斜井TBM施工是一个开放的施工系统,时刻受到周围环境的影响,包括人、物、自然因素等。

现阶段对TBM施工安全管理的工程措施已比较成熟,在实际施工中缺乏非工程措施,特别是能够降低TBM施工风险的非工程技术和手段,需要建立相应的风险管控模型和算法,提取风险时间序列的非线性特征,对TBM施工的风险进行分析、预测、建模及反馈控制。

因此,需要采用合理的方法对TBM施工风险进行评估、预测及防控,并结合实际施工,为施工的风险调控提供科学基础。

煤矿长斜井TBM施工风险影响因素较多,产生机制较为复杂,对TBM施工的风险分析尚处于起步阶段,国内外的学者在TBM施工风险分析领域研究很少,而在隧道风险评估与预测领域使用多种经典的方法进行研究,这些经典的算法奠定了TBM施工风险管控研究的基础,但这些定量分析方法和模型的建立方法比较零散,且研究的深度非常有限,未形成较为完善的理论体系。

TBM法综合施工在煤矿长斜井中的应用研究

TBM法综合施工在煤矿长斜井中的应用研究【摘要】TBM是地下工程施工中所使用的重要机械设备，煤矿长斜井隧道施工是一种特殊的隧道工程，使用TBM进行长斜井施工是一种新型技术的尝试，具有突破性的意义。

本文就TBM法在煤矿长斜井的综合施工中技术参数的选择进行分析，讨论煤矿长斜井施工中的TBM选型和施工中存在的主要技术问题，分析TBM法在长斜井施工中应用的可行性。

【关键词】煤矿；斜井；掘进机；施工技术煤矿的长斜井根据用途可分为主井和副井两类，具有长度长、埋深大的特点，需要穿过复杂的地层和煤系地层。

在煤矿斜井的施工中，采用TBM法还属于一种新型的技术，施工经验少，处于使用的探索阶段，发展还不够成熟，缺乏案例支撑。

对于我国煤矿长斜井的施工中，使用TBM法是一种技术的变革，对我国的煤矿建井技术来说具有开拓性的意义。

常规的矿井施工多以钻爆法为主，相对于钻爆法来说，TBM具有开挖效率高、开挖面质量高、使用经济、安全性高等特点。

正是由于TBM法具有的独特优势，在煤矿斜井中采用TBM法进行施工，也是我国煤矿斜井施工的发展趋势。

1、斜井主要技术参数选定1.1斜井坡度斜井要满足功能性要求，首先要就有尽可能大的运力，因为斜井要满足煤矿运输上井、人们的上下通行、排矸和投放设备等要求。

对于斜井来说，其坡度越大，长度就越短，经济性也就越好，但是这样一来在施运输、施工和管片结构设计等方面的难度也就相应的增加。

斜井的最大坡度的设计需要从以下几个方面来考虑：第一方面，管片结构的稳定能力。

我们通过对斜井衬砌的管片机构受力中的下滑力和摩擦阻力进行计算分析得出，如果将斜井坡度保持在15%的范围以下，管片结构的自我稳定良好，如果坡度大于9度，则管片有下滑的可能，需要对管片进行加固。

第二方面，平皮带运输的安歇角度。

通常平皮带运输的安歇角度最大值在16度，如果大过这个度数，则平皮带出渣就实施困难。

矿井在开挖过程中，掘进机通常采用平皮带出渣和螺旋输送出渣两种方式。

采用TBM机掘进煤矿斜井的施工

采用TBM机掘进煤矿斜井的施工摘要：为提高煤矿挖掘效率，保障采矿职工的安全，降低成本，提高施工质量，确保施工项目按合同约定期限顺利完成，并取得预期的经济效益和社会效益，本文提出了可供采用的煤矿斜井施工新方法。

关键词：TBM机煤矿斜井掘进施工1.工程概述新街台格庙矿区位于内蒙古自治区鄂尔多斯市境内，根据总体规划、环境及煤层赋存条件，将南部一号矿井的主井、副井采用TBM进行斜井施工。

两斜井均采用6°下坡，斜井口与底部相对高差660.多米。

长度均为6300m（其中明槽段200m，TBM施工段6100m），开挖断面直径7.6m，衬砌后内径6.6m，外径7.3m。

是目前国内首次利用掘进机施工煤矿斜井。

为确保斜井的施工，要做好：掘进机选型、施工，碴土外运、预制管片运输、拼装，斜道的设置，通风、给排水等工作。

2.工程地质及水文情况矿区地质特点：地层均匀，层状分布，地质构造简单，斜井穿越的地层为风积砂、砂岩、砂质泥岩和煤层等地段，矿区内地层有三叠系、侏罗系中统延安组、直罗组和安定组、白垩系下统志丹群、第四系。

其中岩石主要以砂质泥岩、粉砂岩，次为中细粒砂岩为主，岩石的抗压强度不高，多在20～60Mpa之间，岩石质量指标（RQD）值较低，平均60%。

TBM隧道掘进在Ⅲ类围岩中掘进长度为4887延长米，在Ⅳ类围岩中掘进长度为1221延长米。

地层含水层富水性微弱，补给条件和径流条件较差，涌水量较小。

该地层适合采用掘进机施工。

3．TBM掘进机选型根据斜井的地质情况,为适应斜井施工选择了具有土压平衡功能的单护盾TBM（以下简称单护盾TBM）。

通过拆除主机皮带机、刀盘溜渣板、刀盘椎板，缩回并密封接渣斗，安装螺旋输送机等步骤实现TBM模式与EPB模式的转换。

充分考虑了工程大埋深、大坡度下坡掘进的特点，满足开挖、管片衬砌、出渣、特殊地层处理等相关工序的要求，系统完整、安全，确保在规定的工期内优质完成本斜井段的掘进。

单护盾TBM采用分块设计，便于运输、现场组装、洞内维修和拆卸。

金属矿山斜坡道应用TBM施工的可行性探讨刘洋王健柏峰山

金属矿山斜坡道应用TBM施工的可行性探讨刘洋王健柏峰山发布时间：2021-08-27T01:12:47.261Z 来源：《基层建设》2021年第16期作者：刘洋王健柏峰山[导读] 坚硬岩石挖掘机已广泛应用于铁路、公路和排水工程，TBM开放式施工技术相当成熟中国华冶科工集团有限公司北京 100176摘要：坚硬岩石挖掘机已广泛应用于铁路、公路和排水工程，TBM开放式施工技术相当成熟。

矿井提升技术是工程中遇到较复杂岩层的最常见方法，因此，填筑和注入豆沙是推动空气的三个主要环节之一，因此需要加以研究。

关键词：矿山行业现状；矿山斜坡道；TBM应用引言目前，中国的科技研发已进入第十四个五年计划和未来十五年的全面发展阶段，科学研究是在全球科技前沿总局、中国的重要战略需求和主要发展战场的指导下进行的近年来，尤其是自第十三个五年计划以来，以数字化和智能为代表的行业急剧增长，人工智能、数据块链、物联网和5G+等新技术正在改变人们的日常生活和未来生产模式、商业模式和社会治理作为一个传统的重工业，近年来地雷有了一定的发展，例如地雷数字化、自动采煤、辅助系统无援助、无人驾驶汽车等。

然而，地雷仍然落后于制造业、运输、水电等传统行业；其中大多数仍处于半机械化和机械化阶段，特别是在设备安装期间。

随着科学技术的进步，经济的迅速发展、劳动力成本的迅速上升和专业人员的短缺、高度机械化、自动化和智能化的采矿建筑技术的研究和开发，都是发展采矿业的重要手段。

1TBM施工概述TBM具有速度快、运行环境好的优点，但由于执行方法僵化、先进加固困难等因素在这种情况下，复杂的地质地雷一般不采用TBM的公开处决方式。

随着中国综合国力的增强和经济的快速发展，随着TBM在国内的设计制造技术不断突破，TBM等新型设备不断涌现，TBM 配套设备迅速升级，使用TBM建设矿山的可行性也不断提高近年来，30公里以上专门地雷的数量逐渐增加，首选的工作方法仍然是在二级隧道中极难布设的地雷的TBM方法。