煤炭科学技术

作者：唐永志, 唐彬, 程桦, 王传兵, 王要平,

关键词：巷道掘进, 全断面掘进机, 复杂地层, TBM掘进, 装配式支护结构,

TBM （Tunnel Boring Machine）全断面掘进机已在煤矿深井巷道掘进工程中成功应用，取得了显著的社会经济效益。但仍存在影响其进一步推广应用的技术瓶颈。针对当前支护结构与支护技术难以同时满足支护效率、支护强度和施工成本方面的要求，TBM难以充分发挥其速度优势的技术瓶颈，研究团队研发了新型钢管片型装配式支护结构。开展了新型装配式支护结构大比尺模型试验，获得新型支护结构在受载条件下变形破坏规律，根据试验结果优化新型支护结构型式。基于新型钢管片支护下TBM掘进巷道数值模拟评估新型支护结构可靠性。最后开展工业性试验，现场验证新型钢管片式支护结构用于煤矿TBM掘进巷道的可行性。试验结果表明，巷道围岩最大拉应变为803×10−6，钢管片支护结构变形量小于1 mm。新型支护结构安装速度快，可在90 min内掘进1.5 m并完成一环管片的安装工作，显著提高了TBM掘进巷道的支护强度和TBM掘进作业线的地层适应性。为未来进一步提高煤矿巷道掘进速度、保障煤矿采掘接替提供技术参考。

来源：2024年第9期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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