千米深井大断面软岩巷道快速掘进关键技术研究
摘要：口孜东矿西翼轨道大巷处于较软岩层中，掘进断面超过30m2，在这种情况下，矿优化巷道设计及施工工艺，采用多种国内外机械化设备，合理进行施工组织，实现了巷道的快速掘进，月进尺最多达315米，创造公司岩巷进尺新纪录。
关键词：千米深井；大断面；软岩；快速掘进
0 前言
根据统计资料[1][2]，巷道掘进作业中的支护时间要占总作业时间的70%，虽然在一些巷道中采用了锚杆、锚喷和锚梁网等支护手段，简化了巷道的支护作业，但掘进巷道作业中的掘进与支护的分离，是进一步提高掘进巷道速度的最大障碍。
影响巷道掘进速度的因素有哪些[3][4]？如何根据具体的地质和生产技术条件，充分发挥掘进和支护设备的效能？如何开展技术创新，进行快速掘进关键技术的研究？如何运用关键技术，合理劳动组织和施工工艺，在安全生产的前提下大幅度提高基于煤巷锚杆支护的快速掘进？这是解决煤矿煤巷快速掘进问题当务之急的工作。为解决巷道能实现有效的快速掘进作业，需从巷道设计、机械化设备选择、施工组织管理等方面形成集约化的方式。为掘进巷道提供及时支护、将掘进与支护作业有机结合在一起就成为提高综合条件下巷道掘进成巷速度的关键，采掘锚、掘锚一体化快速掘进成巷技术及设备正是因此而得到了发展。
因此，开展这一课题的研究，对于实现巷道锚杆支护“安全、快速、经济”的目标，提高建井速度，改善巷道支护技术与支护质量，减少和杜绝顶板事故，减少支护费用和巷道维修工作量等将产生积极的影响并带来显著的技术经济效益。
1 工程概况
国投新集公司口孜东矿设计生产能力5.0Mt/a，采用立井开拓方式，工业广场内布置主井、副井、风井3个井筒，中央并列式通风。矿井布置2个水平，上、下山开采。第1水平为-967m，第2水平暂定为-1200m。
西翼轨道大巷主要在砂质泥岩、泥岩、细沙岩中掘进。其综合柱状图如图1所示。
随着矿井开采深度的不断延伸和新技术新设备的应用需求，巷道断面逐渐加大，巷道的受力状态变的越来越复杂，给巷道的开掘和支护带来了更严峻的问题。而根据不同地质和生产技术条件下进行施工方法的创新，可以改善巷道的围岩状态，提高支护效果，达到快速掘进的目的。
西翼轨道大巷锚网喷断面拱基处净宽6500mm，墙脚净宽6990mm，净高5320mm，净断面积29.89m2，设计喷厚70mm，掘进断面积30.89m2，墙高2000mm，腰线下1410mm，巷道基础深100mm；具体断面详见图2。
2 施工工艺
2.1 施工方法
巷道采用BTIK2钻车或者风锤打眼、爆破的施工方法进行光面爆破掘进，一次支护采用锚网索喷支护形式，后期视顶板情况进行二次支护、喷浆、注浆。采用P-90B耙矸机、ZCD-120R侧卸式装岩机配合链板机、皮带机出货。
使用超前钢筋时：交接班→按中腰线画出巷道轮廓线→打眼→装药、联线、爆破（放下部炮）→敲帮问顶→装药、联线、爆破（放上部炮）→敲帮问顶→画轮廓线、校核掘进断面
尺寸→挂顶部网→初喷→打拱部锚杆眼、打锚索眼→安装拱部锚杆、安装锚索→打超前钢筋眼→安装超前钢筋→打拱部锚杆眼→安装拱部锚杆→出货→安装防片帮网→打帮部锚杆、挂网→复喷成巷(安全检查贯穿整个循环过程)。
2.2 装矸方式
工作面采用7655型风锤或BTIK2型液压钻车打眼、耙矸机配合侧卸式装岩机装货，皮带机、刮板输送机联合装载、出货。
2.3 运输方式
（1）工作面出货先期由耙矸机和侧卸式装岩机装矸直接至车皮出矸；后期由耙矸机和侧卸式装岩机至刮板输送机、皮带机，然后转至单轨吊交换站回风巷及出矸联巷、西翼矸石胶带机斜巷上平巷皮带机内，最后从矸石缓冲仓进入系统。采用多工序平行作业联合出货的方式。
（2）皮带机、刮板输送机布置在巷道北侧，轨道布置在巷道南侧，轨道布置在偏巷道中心线700mm 位置。皮带机中心线与巷道中心线之间间距1900mm ，距巷帮1695mm 。
（3）材料及设备从-967m 水平井底车场直接运至迎头。
29.88
30.88
净掘锚
杆
规
格
直径长度间距数量重量(mm)(mm)(mm)(根)(kg)22
2500
700
30
223.5
1.00
金属网(kg)锚索(根)155.14
6.43
断面积(m2)喷混凝土(m3)
图2 西翼轨道大巷锚网喷支护断面图
3 快速掘进关键技术
3.1 优化巷道设计
在设计巷道布置方案时，充分结合围岩地质特征，选择层位较为稳定的岩层布置西翼轨道大巷。为掘进生产线获得较高掘进速度提供适宜的巷道顶板条件，进而获得较大的空顶距，掘进与支护之间的影响相对较小，支护作业可以集中进行，以弥补单体作业效率低的缺点。
同时考虑到西翼轨道大巷初期掘进时，只能依靠耙矸机配合矿用1.5t矿车进行出矸。随着矿井生产任务节奏加快，矿井的提升压力加剧，无法保证快速掘进的出矸顺畅。为了解决出矸辅助运输的难题，在主体工程的施工排队组织上，实现对头掘进西翼矸石胶带机，同时优化设计西翼轨道大巷至西翼矸石胶带机巷联巷，进而快速实现西翼轨道大巷的出矸系统形成，采用链板机配合皮带机接到单轨吊交换站回风巷及出矸联巷、西翼矸石胶带机斜巷上平巷主运皮带上进入主运皮带系统。采用多工序平行作业联合出货的方式，为西翼轨道大巷快速掘进作业提供顺畅的排矸系统。同时联巷在工程后期作为单轨吊交换站回风巷，避免了工程浪费。
出矸系统：迎头→西翼轨道大巷→单轨吊交换站回风巷及出矸联巷→西翼矸石胶带机斜巷上平巷→矸石缓冲仓→主运矸石胶带机斜巷→井底矸石仓→装载硐室→副井→地面。3.2 新设备、新工艺、新技术应用
3.2.1 采用德国达尔曼公司液压钻车打眼
掘进迎头采用德国达尔曼公司的BTRK1-PS408-COP1683型液压钻车打眼，避免了人工打眼，减少了工人劳动强度，提供了工作效率。
3.2.2 掘进自动化支护平台建设
在我国首次引进德国GTA掘进自动化支护平台。德国GTA公司在巷道支护过程中实现了
自动化，把工人从繁重的体力劳动中解放出来，既提高了工作效率，又保证了安全。巷道支护采用的轨道式的机械手，适用于锚杆支护的巷道掘进中快速安置U型棚，另外通过配置或变更工具，该机器也可以安放管道并清洁巷道底板。使口孜东矿的巷道掘进达到了安全、省力、高速，这正是所有我国煤矿企业掘进自动化均需要达到的效果和目标。
3.2.3 侧卸式铲车的运用
采用ZCD-120R侧卸装岩机，它是国内、外新一代的无轨装载机械，是一种在极恶劣的工况下，在岩石和泥浆中工作的特种车辆。设计和制造时，充分充虑了强度、磨损、密封和紧固件松动等四个方面的关键技术问题。与其它装载机械相比有以下优点：
①生产率高。斗容大，插入力大，可向一列矿车卸载。当配用皮带转载机，使用1.5t 以下矿车运输可以达到连续装运，充分发挥侧卸装岩机的高生产率作用。
②一机多用。除装卸载以外，尚能辅助完成其它工序的作业，如巷道清底，工作面短距离运料，起重，用作支护工作平台等，从而显著降低了体力劳动强度，提高了巷道掘进的机械化水平。
③作业安全。全断面装岩有利于文明施工；电动型无废气污染，噪音低。
④能方便地与钻车和其它巷道工作面机械配套，组成高效机械化作业线。
3.2.4 引用德国沙尔夫公司单轨吊
物流输送系统采用柴油机单轨吊，工作面迎头采用气动单轨吊。
在物料运输方面，地面装载运输采用轨道输送，入井后在井下用德国沙尔夫单轨吊换乘站，用单轨吊向掘进迎头配送物资。提高了运输效率，减少了巷道变形对运输的影响，使运输更加灵活、便捷。
同时工作面迎头采用气动单轨吊操作平台，可上下平行作业，实施全断面一次成巷。随着该套操作平台的投入使用，大大降低了职工的劳动强度，全岔眼打眼速度由3小时缩短为2小时，圆班进尺创5.4m新高，大大提高了工作效率，进一步提高矿井炮掘单进水平。3.2.5 移动式脚手架的研制与应用
综掘六队自主创新研制的移动式脚手架集组装使用方便、可移动、稳固可靠等特点。在设计上，采用销轴固定，螺栓紧固，所有的受力部位全部将力向下传导到四个移动轮组上，并且所有组件均是利用报废的风水管和矿车轮轴加工而成，提高了废品利用率，真正做到了高安全、高工效、低成本。移动式脚手架较普通脚手架相比，避免了脚手架的重复搭设和拆除，月节省人工在90个以上。
3.3 掘进巷道全面推行一次成巷、全锚支护
一次成巷支护，可减少巷道迎头岩石暴露风化时间，有效提升巷道支护强度。为此，矿为掘进各队配备了最先进的大功率综掘机和侧卸式装岩机，为一次成巷提供必须条件。全长锚固方式较端锚有更强的锚固力，可以有效控制围岩变形，对保证深井高地应力下巷道支护强度具有重要意义。自矿推行一次成巷、全锚支护后，收到了明显效果。
3.4 合理确定施工组织
（1）加强各机械化设备的协调配合，最大限度发挥机械化设备的优越性。
（2）固定工种、固定岗位、固定人员，使工序达到标准化配置，形成流水线作业方式。
将各工序进行分解，固定工种、固定岗位、固定人员进行同一工序的操作，使工序达到标准化配置，使工人重复操作同一工序，从而熟练化，达到流水线作业。
（3）交叉、平行作业，提高工时利用率。
施工作业必须根据劳动组织的人员配备，合理安排各道工序，工序与工序之间尽量做到交叉、平行作业，以充分利用工作时间，提高工时利用率和单产单进水平。如支护锚杆施工时可同时进行打锚索、钉道、卧底、打运支护料等工作；利用操作平台，可以上下工序同时进行；在工序分解后，隔开时间段，当工人完成一工序后，再施工另一工序。
3.5 加强人员培训及现场管理
（1）该快速自动化掘进作业线建设前，矿多次组织召开专题会与现场会，组织技术人员结合图纸资料等，仔细研究设备技术参数、尽快熟悉设备的各项性能、操作技巧。与此同时，综掘六队编制了专项安全技术措施，并贯彻到每一位职工，要求基层管理人员要深入学习先进设备的理论知识与实操技能，加强对设备的现场管理。机电技术人员要切实做好设备的维护与保养工作，保证设备安全、高效运转。
（2）高度重视先进设备的引进、安装调试、入井使用及维修保养等各个环节，充分发挥先进设备的重要作用，为矿井建设再提速，为建设高科技、自动化、安全高效矿井保驾护航。对到矿的新设备、新工艺，安排各单位优秀职工进行集中培训学习。
（3）在队伍结构和人员配置下功夫，从班队长到特殊工种，必须做到证件齐全，新老员工搭配合理，不断加强“导师带徒”工作，充分提高职工的综合操作素质和业务技能；完善区队质量体系，加大标准化班组建设力度。
（4）在中深孔爆破上，要求眼痕率不得少于百分之八十，保证巷道成形。
（5）立足“精准细严”严抓安全质量标准化。
4 效果分析
口孜东矿发扬自主创新能力，引进先进设备，强化施工组织管理，创建了一条快速掘进作业线。2011年6月，综掘六队施工的西翼轨道大巷顺利完成大断面（净断面37.41 m2）进尺126.5米，掘进立方量为4732.4m3，折合成15m2断面巷道，月进尺达315米，再次创造公司岩巷进尺新纪录。
参考文献
[1]杨壮．大断面煤巷综掘锚杆支护快速掘进关键技术研究[D]．安徽理工大学，2008．
[2]陈炎光，陆士良．中国煤矿巷道围岩控制[M]．徐州:中国矿业大学出版社，1994．
[3]王金华．我国煤巷机械化掘进机现状及锚杆支护技术．煤炭科学技术，2004.32(1)．
[4]冯尚辉，李奎来．大断面岩巷长距离分层快速掘进技术.煤矿开采，vol.11 No.4.2006.8．
袁庄矿巷道修复方案
淮北矿业股份有限公司工程技术研究院 淮北矿业股份有限公司袁庄煤矿 安徽理工大学 二o一一年七月 目录 一、工程概况?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 二、修复方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 三、支护设计????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 （一）永久支护????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 （1）巷道断面?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????2 （2）永久支护形式、工艺????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3 （二）临时支护方式?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 1、支护形式：?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 2、支护材料：????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 3、支护参数：?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 4、支护平、剖、断面图????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????8 5、质量要求??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 6、保证措施???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????9 （三）架棚质量保证措施???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10 1、技术质量标准??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11 2、质量保证措施??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????12 （四）锚杆（索）质量保证措施???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????13
告成矿岩巷掘进经验交流材料 各位领导、各兄弟单位的同志们： 大家好！ 我将告成矿岩巷掘进情况向大家作简要汇报。近几年，告成矿正处在采区接替、产业升级改造的关键时期，同时作为一类瓦斯突出矿井，每个工作面需布置2～3条底抽巷保证煤巷掘进和回采工作面消突，万吨掘进率远远高于集团公司平均水平。解决采掘平衡问题就必须要强化管理，深挖内潜，优化工艺，增加装备，积极创新，提高工效，提高单进水平。从2012年6月份开始，在集团公司的正确领导下，我矿开展了岩巷快速掘进技术研究，通过制定激励政策，加强劳动组织，改善生产条件，逐步探索出了一套快速掘进方案，使岩巷单进水平稳步提高，月最高单进由70米提高到了100米以上，从一个头超百米，到多头超百米。8月份我矿有四个岩巷掘进工作面达到了100米以上，其中25001上底抽巷（I段）向北完成140米、25001上底抽巷（II段）向北完成115米、21051底抽巷（北）完成110米、21051底抽巷二联巷完成125米。我们主要采取了以下几个方面的措施。 一、充分调动职工积极性是提高单进的前提 人在生产中是最活跃的因素，人的工作积极性对生产水
平具有重要影响，只有最大限度地提高人的积极性，才能使劳动者素质不断提高，业务不断熟练，从而保持旺盛的工作干劲，才能使保持生产活动高效运行。举个简单的例子，拿掘进中的装药工序来说,如果工人的积极不高，完成整个装药工作需要用时90分钟，正常条件下装药需要40-60分种，在人员高效工作状态下，只要25-30分钟便可完成装药工作。在工人积极性充分发挥后的工作效率是低积极性工作状态 下的3倍，这就说明提高工人工作积极性的作用。提高工人积极性要采取物质奖励、精神关爱，思想激励相结合的原则。具体采取了以下几种方法： 1、充分调动干部职工积极性。为充分调动广干部职工工作积极性，我矿制定了《优秀组织区队、快速掘进工作面、创纪录掘进工作面评选办法》，同时每月召开掘进表彰会，对任务完成好、单进水平高、单进提高较快的区队、班组负责人进行表彰奖励。岩巷超100米，煤巷炮掘超150米，综掘超180米，奖施工单位20000元，奖开拓掘进科1000元。奖队长1000元，支书800元，值班队长800元，跟班队长800元，技术副队长500元，开拓掘进科主管技术员500元。岩巷或煤巷创建矿以来单进水平新纪录，奖施工单位集体50000元，奖开拓掘进科5000元，奖队长5000元，奖支书、值班队长、技术副队长，开拓掘进科科长、主管技术员各2000元。对掘进支持到位的相关生产科室负责人各奖1000元。
软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术研究 顾士亮 (中国矿业大学,江苏徐州221008) [摘 要] 针对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质,主要是膨胀性泥岩在浅部遇水破碎、扩容的特征、深部膨胀特征,通过现场测试、建立力学模型、数值计算,对西大巷稳定性的 力学效应、受采动影响时围岩塑性区及破碎区宽度及变形与采动支承应力的关系 分析,分析在采动支承应力作用下的软岩巷道,其围岩破碎区、塑性区的范围,巷道 变形与破碎围岩塑性区范围、峰后强度、支护的关系,研究动压软岩巷道围岩变形 机理、软岩巷道围岩流动规律,提出了深井巷道围岩控制的“内、外结构”稳定性原 理。针对西大巷围岩地质条件,依据研究的成果,寻求巷道稳定控制技术,并通过 工业性试验检验,使得西大巷由研究试验前的强烈变形到研究后的基本稳定。[关键词] 软岩;巷道;稳定性;控制 [中图分类号] T D263 [文献标识码] B [文章编号] 100326083(2004)0120015203 0 引 言 在煤矿巷道中,70%～80%的巷道受到采动影响,到深部后表现明显的软岩特性,巷道强烈底鼓、围岩难以控制,动压影响的软岩巷道的维护状况已成为制约煤矿集约化生产的瓶颈。与一般软岩巷道相比,动压软岩巷道稳定性主要取决于巷道的围岩性质、动压的影响。对这类巷道围岩稳定性及其控制尚未有系统的研究。通过对张双楼煤矿西大巷围岩力学性质分析,探讨软岩动压巷道围岩稳定性原理及控制技术。 1 巷道围岩岩性及其对巷道稳定性的影响分析 (1)围岩工程力学性质。岩石强度试验表明,砂质泥岩、泥岩、海相泥岩强度较小,单轴抗压强度一般20～40MPa,部分低于20MPa。海相泥岩最大膨胀率1718%,最大膨胀力012MPa,砂质泥岩最大膨胀率2818%,最大膨胀力0131MPa。 (2)西大巷变形的主要原因。岩石的工程力学性质差;受到7煤和9煤叠加采动支承压力作用;原支护形式不合理,难以抗拒围岩012～0131 MPa的膨胀力。 2 软岩巷道围岩受力变形分析 峰值强度前的变形为线弹性变形;在岩体破坏前,不发生体积应变,但在峰值后出现塑性剪胀扩容和应变软化现象,在应变软化区和残余变形区的塑性扩容系数一致;曲线简化为弹性变形区(虎克定律)、应变软化区和残余变形区(摩尔2库仑准则),对应巷道围岩变形的弹性区、塑性区和破碎区。 3 动压作用下的软岩巷道围岩受力变形 动压对软岩巷道变形的影响主要反映在塑性区岩体的蠕变。蠕变速度始终维持在一定的水平。不同应力水平下峰后蠕变试验如图1所示 。 (a)加载 (b)峰后蠕变 (c)峰后蠕变 (d)峰后蠕变 图1 不同应力水平下峰后蠕变曲线 51 2004年第1期 能源技术与管理
浅谈煤矿岩巷快速掘进管理方法 摘要:本文介绍了煤矿在岩巷施工时，通过优化劳动组织、优化工艺流程，推行“平行作业、优化岩巷出货系统、优化爆破支护参数、坚持正规循环等管理方面的经验方法，保证生产组织的良性推进,实现了岩巷炮掘单进水平的提升。 关键词:安全高效快速掘进 0、引言 目前，国内岩巷施工仍以钻爆法为主,而以钻爆法为主的岩巷机械化作业线主要有2种:①传统的气腿式凿岩机配耙斗式或铲斗式装岩机作业线;②全液压钻车配侧卸装岩机作业线。第1种在我国应用较多,掘进速度一般为60~70 m/月。第2种在我国应用较少,掘进速度一般为80~100 m/月。由于,第1种传统的钻爆法单进水平一直处于较低的水平。近年来,随着中深孔爆破技术的推广应用, 施工工艺、施工组织管理等方面的日趋改进，岩巷炮掘单进水平取得突飞猛进。钱营煤矿在此基础上采用快速掘进,由月单进60~70 m提升了到百米以上。 1、优化劳动组合，科学、合理地分配岗位工种 班前会前，上班班队长在井下汇报工作完成情况及其他要求；队长根据井下实际施工情况合理安排工作任务及工作量、完成时间、安全注意事项等，打眼、喷浆、支护、后路运输、出货、清理、打点、开耙矸机、开绞车等岗位工种全部一一安排到位、明确到人，保证每个员工都有明确的任务、职责。使下班班队长做到了明确工作任务，这样就节省了时间，在分配工作中有的放矢，做到了“量体裁衣、以人定岗”。
2、根据迎头变化情况，及时调整爆破支护参数 现场通过对各个工序的时间进行跟踪、分析处理，并结合现场实际情况，首先提出了对爆破参数进行了优化，特别是对炮眼布置和数量，改动较大，以西三轨为例，原设计断面炮眼9６个，修改到7６个，减少了２０个炮眼，也就缩断了打眼时间，其中炮眼减少较大的主要是辅助眼，周边眼和掏槽眼基本上不动，且通过对比，按照优化后的爆破图表执行，放炮效果理想，巷道成型好，进尺由原每茬炮平均1.８m提升到2m；在该巷道的施工中，矿生产技术部根据该巷道所处的地质条件、围岩性质制定科学合理的岩巷支护参数，及时调整锚杆间排距，将锚杆间排距由800×800㎜调整为800×900㎜，顶板锚杆采用2.4m,帮部锚杆采用2m, 喷浆厚度由100㎜降为90㎜，在确保支护强度的前提下，降低了支护工作量和支护时间，为快速掘进赢得了时间。 3、优化工艺流程，推行“平行作业” 采取多循环交叉作业方式，增加平行作业时间，保证各工序衔接合理有序，在岩巷掘进过程中，迎头打眼、打锚杆、支护的同时，进行后路耙矸机倒货、出货，运输的作业，从而实现了迎头作业与后路运输的平行作业，大大节省了员工施工时间，提高了工效。在打眼中不因循守旧，根据迎头岩性打眼，本着进尺靠掏槽，成型靠周边的原则。布置掏槽眼时，严格按爆破图表要求布置打眼，为了确保巷道成型好，避免以后巷道超欠挖，施工现场根据经验合理布置周边眼，将周边眼距定为300mm.在此基础上看岩性软硬，若迎头岩性较硬则把眼位放在巷道轮廓线之外100mm，若岩性一般则在巷道轮廓线打眼。如果岩性软，则在轮廓线内100mm打眼。加快装药速度，我单位积极培训合格的一专多能人员，取得合格证后，在放炮员的指导下配合放炮员工作，可以节约时间30分。、在装药的时候，为了突出重掏槽的要求，掏槽眼、掏槽辅眼使用的φ42mm
EBZ260悬臂式掘进机 在复杂环境下的使用小组名称：连江项目部QC小组组长：江胜发副组长：龚锋 编制人：郭辉亮编制日期： 2016年8月26日
目录 一、工程概况 (3) 二、小组简介 (4) 三、选题理由 (4) 四、现状调查 (5) 五、确定活动目标 (5) 六、P阶段（方案选择） (6) 6.1 隧道单侧1台EBZ260隧道硬岩掘进机施工 (6) 6.2 二氧化碳爆破开挖法 (7) 七、D阶段（方案比较） (8) 八、C阶段（施工后检查） (10) 九、A阶段（方案选择） (10) 十、下一步打算 (10)
EBZ260悬臂式掘进机在复杂环境下的使用 连江项目组（郭辉亮） 摘要：隧道掘进是隧道工程项目中的一个重要环节，它直接影响到工程的施工质量、施工进度、生产成本和经济效益，本文将结合具体实例，介绍在临近居住区、公路的复杂环境中，通过现场调查和分析，综合各个影响因素，找出合适的掘进方式，提高隧洞爆破效果，达到预期的进度和经济效益目标，同时通过在复杂环境下对各类掘进技术的比较，希望能对今后同类工程提供参考。 一、工程概况 连江县塘坂引水二期工程第5标段，地点位于福建省福州市连江县境内，施工内容包括隧洞施工和管道施工，隧洞全长13055.4m，包括鲤鱼头隧洞（长689.277m）和鲤鱼头~牛埠山~红厦隧洞（长11145.923m）两条隧洞和四条支洞（共长1220.2m，其中松坞支洞288.3m，燕窝山支洞289.0m，菜堂里支洞278.4m，官岭支洞364.5m）。开挖断面均为马蹄型，衬砌后为圆形断面。 本标段于2015年09月20日中标，10月8日进场，因该标段隧洞线路长，确工作面广、点多等特点。现在在进行隧洞施工的工区是鲤鱼头出口隧洞、燕窝山支洞以及松坞支洞；鲤鱼头-牛埠山隧洞由于政策处理问题暂停施工；菜堂里支洞、官岭支洞、红厦支洞正在进行临建搭设工作。 其中鲤鱼头-牛埠山隧洞、松坞支洞、燕窝山支洞及官岭支洞均为复杂环境下的隧洞施工。其中松坞支洞侧面为居住区，支洞洞口洞口与居民区距离为20m。正前方是公路及农田，与支洞洞口距离为38.5m。松坞支洞施工环境比较复杂，计划采用EBZ260悬臂式掘进机掘进30m后，按照一般爆破开挖施工258.3m。鲤鱼头-牛埠山隧洞、燕窝山支洞、官岭支洞均需控爆。
浅谈煤矿软岩巷道支护技术 随着煤矿开采技术的成熟，开采深度的不断深化、开采规模的扩大，巷道损坏程度逐渐的扩大。软岩巷道支护一直是巷道工程的一个疑难点。软岩巷道的支护与使用维护优劣程度，直接影响到煤矿安全高效生产。文章通过对软岩巷道的概念、支护原理、支护原则、支护类型、支护对策等方面进行论述。 标签：软岩巷道；支护；原理；原则 1 软岩的基本概念 软岩是在特定的环境下，塑性变形明显的岩体。这种岩体多是泥岩、粉岩等。软岩的特点可以用软、弱、松、散概括。在煤矿巷道支护施工中，巷道围岩就是需要施工的岩体；工程力是指岩体上的重力、应力、水作用力、膨胀应力等。软岩通常分：低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩四类。 1.1 低强度高膨胀性软岩，围岩质地破碎、强度偏低、遇水变形，对施工中的震动耐受力差。巷道围岩变形迅速，给支护带来很大困难。由于软岩中的泥质成分和结构面确定了软岩的特征，导致软岩产生塑性变形。软岩通常具有可塑性、膨胀性、崩解性、流变性、扰动性等特性。 1.2 我国煤矿开采深度逐年增加，使得一些矿井重力引起的垂直应力骤增，构造应力场错综复杂；在高应力条件下，扰动影响剧烈，围岩破坏程度加剧，涌现新裂纹致使煤岩体积扩大，扩容膨胀。 1.3 极破碎软岩巷道围岩内节理不同、裂隙等结构面，围岩支体破碎、稳定性差。巷道掘进工作中可能发生冒顶和片帮，给支护作业带来诸多不便。 1.4 复合型软岩指上述3种软岩类型各种组合。 2 软岩巷道支护原理与支护原则 2.1 支护原理 软岩巷道支护的重点在于发掘自承能力。支护原理：依据岩层特性，地压来源，运用科学设计方法，使支护体系和施工过程能够适应围岩变形的种种情况，从而达到控制围岩变形、维护巷道稳定的宗旨。 （1）改变思想，支护结构和强度和围岩自承能力相适应，与围岩变形及强度相结合，实践证明，单纯提高支护刚度的做法是难以达到预期效果；（2）适当卸压、加固与支护相结合的方法相辅相成，运筹帷幄，高应力区，需要卸力合理，对变形大的区域，要让度适量，支离破碎区域，进行整体加固；（3）对于围岩变形量测定，及时掌握围岩变形的活动状态，根据测定结果予以反馈，以确定二次
编号：SM-ZD-66271 巷道修复安全技术措施Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly. 编制：____________________ 审核：____________________ 批准：____________________ 本文档下载后可任意修改
巷道修复安全技术措施 简介：该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划，达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针，明确执行目标，工作内容，执行方式，执行进度，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 一、工程概况： 43采区运输、回风大巷由于施工时间较长，受压力影响，巷道顶板离层、底鼔、巷道片帮现象，经研究决定需对此段巷道进行修复，为保证修复时的施工安全，特编制本安全技术措施。 二、修复位置： 工程修复统计表 巷道名称顶板离层片帮区域底鼓区域备注 43采区运输大巷35m 90m 90m 43采区回风大巷15m 30m 15m 合计50m 120m 105m 三、施工方案： 1、施工要求：按照技术科指定位置进行卧底（，采用风镐，手镐施工。
2、三采区回风、运输大巷，补打顶锚索。顶板采用锚索+W钢带补强，间距2400mm，长度6300mm；锚索预紧力不小于30Mpa。锚索为双排迈步布置。 3、片帮处补打帮锚杆。帮部锚杆间排距800mm×800mm，锚杆采用φ18mm左旋无纵筋高强度螺纹钢，长度2000mm；帮部锚杆锚固力不得小于30KN(10MPa)，扭距力不得小于100N.m； 树脂药卷K2360型，巷道顶部每根锚索使用4根树脂药卷，帮部每根锚杆使用1根树脂药卷。 铁托板：由150×150×10mm的圆形钢板制成，中部开φ20mm孔； 金属网：方格规格为100×100； 钢绞线：Φ15.24×6300mm； W钢带：3600×250×6mm的钢板，眼孔直径16.5mm； 4、修复后的巷道规格为：净宽4.0m，净高不低于2.7m。 5、卧底后巷道两帮必须刷齐。 6、加强顶板管理，失效锚杆、锚索必须及时补打，按规定要求及时打注锚杆、锚索。
硬岩隧道掘进机历史文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]
硬岩隧道掘进机的历史 1952年，詹姆斯·罗宾斯（James ）为美国南达科他州 奥阿西大坝工程（Oahe Dam）研发了第一台现代硬岩TBM 第一台用于切割岩石的TBM是威尔逊专利的石材切割机，它发明于1851年，用于马萨诸塞州北亚当斯着名的胡萨克隧道（Hoosac Tunnel）东端。根据最初设计，这台机器应在花岗岩内切割出一个13in宽、26ft直径的圆环，推进几英尺后，施工人员撤回机器，并在圆环内对岩石进行爆破。该台机器由铸铁建造，采用蒸汽驱动，使用了与现代滚刀惊人相似的滚刀。事实上，这台机器在硬岩中只掘进了10ft，很明显，它既不够坚硬，也没有强大的动力，难以切割这种坚硬的岩石。 第二台TBM也被用于胡萨克隧道的西端，该台TBM直径10ft，锥形头，可以在断层中切割出一个圆形的缺口。最初的实验表明，这台TBM是很有希望的，但不幸的是，在这台设备投入使用之前，使用这台设备的承包商就已经破产了，后来的承包商放弃了使用TBM法，采用传统的分步法进行隧道开挖。这样，早期的几个掘进机实验结束了，在接下来的100年里，世界上几乎所有的岩石隧道都采用了钻爆法。 直到20世纪50年代，许多成功的机械装置被用于煤矿开采。1952年，杰姆斯·罗宾斯被要求利用这些概念设计修建南达科塔州奥阿西大坝隧道。他设计的TBM具有刀盘，使用了刮刀和盘型滚刀，用于开挖软弱页岩。其破岩原理是，刮刀在岩石上切槽，滚刀切削岩石。像许多发明家一样，杰姆斯·罗宾斯对他的这个发明十分着迷，说服了多个工程业主和施工承包商支持他的实验，帮助他解决各种问题。不幸的是，杰姆斯·罗宾斯在1958年的一次空难中丧生，他的儿子迪克·罗宾斯继承了他的意志和远见，为隧道掘进机后续的发展搭建了舞台。 总体而言，这些发展围绕如下几个问题： ●破岩的最佳方法是什么 ●保持掌子面稳定、TBM推进和姿态控制的最佳方法是什么 ●如何提供最佳的后配套系统和维修与保养 ●隧道内进、出料的最佳方法是什么
全断面岩石掘进机（FullFaceRockTunnelBoringMachine）简称掘进机或TBM，近十几年来，在国内已被逐步推广应用，有成功的经验，也有过深刻的教训。甘肃引大入秦30A和38#输水隧洞共长17km，采用国外TBM，刀盘直径为5.53m，平均月进尺980m，最高月进尺达1400m；山西引黄入晋南干线总长86.242km，采用国外TBM，刀盘直径为4.82m～4.94m共4台TBM 施工，平均月进尺约784m，最高月进尺达1821.49m，上述隧洞工程都采用双护盾TBM，选型正确，都取得了月进尺世界先进水平的好成绩。近期辽宁大伙房引水隧洞工程,采用国外支撑式TBM也都取得了良好成绩。广西天生桥水电隧洞工程，在上世纪80年代中期首次引进国外TBM，刀盘直径为10.8m支撑式TBM二手货两台，10年来打打停停，累计掘进只有 7km多一些，是一个不理想的施工例子，问题的原因很多，其中之一是选型不当，教训是深 TBM选型应包括三方面内容：（1）长 隧洞采用钻爆法施工与采用TBM法施工之 间的选择；（2）支撑式（开敞式）TBM与 双护盾（伸缩式）TBM之间的选择；（3） 同类TBM之间结构、参数比较选型。以上三 方面内容在TBM选型时并非是截然分隔，往 往在最初阶段对采用钻爆法施工与采用TBM 法施工之间的选择时，同时就考虑了支撑式 TBM与双护盾TBM之间的选择和同类TBM之间结构、参数比较选型，进入阶段不同考虑深度也就逐步深入，为了便于分析，以下分别进行探讨。 1、长隧洞采用钻爆法施工与TBM法施工之间的选择 从TBM法与钻爆法的相互特点比较中从优选择；从工程地质与水文地质、地形与地貌、隧洞设计、工程特征及资金筹集等方面条件综合分析比较后选择。对不宜采用TBM法施工的工程要尽量避免盲目采用，以免决策失误而造成无法弥补的巨大损失。 1.1TBM法与钻爆法施工特点比较 TBM法与钻爆法施工特点比较可从掘进速度、围岩质量、经济核算、安全保障及环境保护等方面进行对比分析比较，见表1。从表1对比分析比较结果，TBM法比钻爆法具有明显的快速、优质、经济、安全及环保等优点，如设计、工期、资金等条件许可，一般长隧洞施工应优选TBM法。 1.2慎用或不宜采用TBM法 (1)非圆形断面隧洞,除非TBM带有特殊可靠的辅助开挖装置,一般不宜采用； (2)无法筹集到购买TBM及后配套设备的高昂资金；
软岩巷道支护技术发展现状分析 耿志光 (河南工程学院安全工程系郑州451109) 摘要：随着我国新生代煤层的大力开发，软岩矿井的数量也在与日俱增。特殊条件下的巷道施工与维护问题已变得日益突出，并成为影响和制约我国煤炭工业发展的重要因素之一。采用常规的支护方法，已不能满足安全生产的需要。研究有效而经济的软岩支护方法, 是当前生产中急需解决的问题。为此查阅了大量相关科技期刊，对多个典型软岩矿井的支护技术进行分析，总结了我国软岩支护的发展现状。这对提高我国软岩支护的技术水平，提高经济效益，都有着十分重要的意义。 关键词：软岩；支护技术；发展现状 1引言 由于深部岩体处于复杂的工程地质环境，使深部岩体表现出的力学特性与浅部开采时往往具有很大的差异，并且，随着开采深度的增加，伴随着硬岩矿井向软岩矿井的转型。在浅部开采基础上发展起来的传统支护理论、设计方法及技术已难以适应深部巷道支护的要求，尤其是深部软岩巷道支护设计及实际的需要[1]。 随着其开采深度不断增加, 受高应力的影响, 软岩问题愈趋严重, 深部围岩处于软岩状态, 施工条件趋于复杂化, 巷道及硐室支护的难度和破坏程度不断增加[２]。底臌是煤矿巷道中经常发生的动力现象, 巷道底臌使断面缩小, 阻碍运输、通风和人员行走, 因底臌而造成巷道报废的现象时有发生, 严重影响生产和威胁安全[3]。软岩巷道支护问题日益突出。研究高效而经济的软岩巷道支护方法,是目前矿井生产急需解决的问题。 2软岩巷道的特征 2.1软岩的概念 软岩是我国煤炭系统的习惯用语, 它的概念已不是狭义的字面上的含义。目前人们普遍认可的软岩的概念包括松散型软岩、破碎型软岩、流变型软岩、膨胀型软岩及高地应力型也称硬岩软化型软岩等五种特点岩石。 2.2软岩的基本特征 1)软岩松散破碎, 结构疏松, 容重低, 孔隙率较高, 强度小, 稳定性差。一般软岩多为泥岩、炭质泥岩、砂质泥岩及粉砂岩组成, 单向抗压强度小于200 Mpa。 2)软岩易吸水崩解, 膨胀性强。软岩膨胀的概念有两个一、专指那些含有膨胀性矿物如高岭石、蒙脱石等的软岩所产生的膨胀变形。二、指软岩岩体向巷道空间的位移变形。 3)软岩巷道自稳性差, 围岩压力大, 来压快, 自稳时间短。多数围岩自稳时间仅几十分钟到几小时。 4）软岩巷道变形量大, 变形持续时间长, 具有流变性能。软岩静压巷道中总变形量超过400-500mm者甚多。变形时 间一般都在1-3个月以上, 甚至半年后仍继续增长。 5）软岩巷道变形速度快, 变形范围广, 底腻明显。 2.3软岩巷道的特征 1）围岩的自稳时间短、来压快所谓的自稳时间, 就是在没有支护的情况下, 围岩从暴露起到开始失稳而冒落的时间。软岩巷道的自稳时间仅为几十分钟到几个小时, 巷道来压快,
煤矿软岩巷道支护技术 摘要：煤矿软岩巷道工程支护，尤其是深部高应力软岩巷道支护，一直是矿业工程难点问题之一。随着矿井开采规模的增大和开采深度的不断加大，软岩巷道的支护与维护问题显得越来越突出，软岩问题愈趋严重，直接影响煤矿安全高效生产。本文分析了软岩的概念及分类，提出了软岩巷道支护对策与主要支护形式，并指出了以后软岩巷道支护新的发展趋势。 关键字：软岩巷道；高应力；支护对策 1 引言 由于煤层赋存条件的复杂、多变，煤层开采条件的不可选择性，多数矿井的生产和建设都将面临不同程度、不同数量的软岩巷道开掘及维护难题。特别是服务年限较长的准备巷道、开拓巷道施工、维护，需解决一系列软岩巷道问题，比如巷道自稳时间短、变形大、难维护、返修率高等。加之多数软岩巷道断面较大，巷道变形破坏的影响因素复杂[1]，在支护设计中，要考虑多方面的影响因素。软岩巷道的变形主要体现在顶板下沉量较大，两帮收缩、偏帮、底鼓严重。巷道的变形严重影响到运输、通风、行人的问题，因此寻找合理的支护方式已经迫在眉睫。 2 软岩的概念及分类 工程软岩是指在工程力的作用下，能够产生显著塑性变形的工程岩体[2]。在煤矿巷道支护工程中，巷道围岩就是所研究的工程岩体；工程力则是指作用在工程岩体上的力的总和，它包括重力、构造残余应力、水的作用力、工程扰动及膨胀应力等。该定义揭示了软岩的相对性，实质即工程力与岩体的相互关系。当工程力一定时，不同岩体可能表现为硬岩特性，也可能表现为软岩的特性。而对于同一种岩石，在较低工程力的作用下可表现为硬岩的变形特性，在较高的工程力作用下可能表现为软岩的大变形特性。按其上述特性，大体上可分为4大类：低强度高膨胀性软岩、高应力软岩、极破碎软岩、复合型软岩。 1)低强度高膨胀性软岩巷道，围岩不仅松软、强度低，而目_遇水软化、膨胀，对风、水、扰动十分敏感。巷道围岩变形速度快、变形量大、持续时间长，给支护带来极大困难。软岩之所以能产生显著的塑性变形，主要是因为软岩中的泥质成分和结构面控制了软岩的工程力学特性。软岩一般具有可塑性、膨胀性、崩解性、流变性以及工程扰动性等工程力学特性。 2)我国煤矿开采深度以每年8～12m的速度增加，开采深度超过1000m的煤矿已有数十处，部分矿井重力引起的垂直应力明显增大，构造应力场复杂，地应力高；在高地应力作用下，开采扰动影响强烈，围岩破坏严重，煤岩体的扩容现象突出，表现为大偏应力下的煤岩体内部节理、裂隙、裂纹张开，出现新裂纹导致煤岩体积增大，扩容膨胀。
编号C S-X/01号 山西兴县华润联盛关家崖煤业有限公司 4#煤三采区运输、回风大巷 修复施工安全技术措施 编制单位：技术科 编制日期：二〇一六年二月二十三日
审批程序
一、工程概况： 43采区运输、回风大巷由于施工时间较长，受压力影响，巷道顶板离层、底鼔、巷道片帮现象，经研究决定需对此段巷道进行修复，为保证修复时的施工安全，特编制本安全技术措施。 二、修复位置： 工程修复统计表 三、施工方案： 1、施工要求：按照技术科指定位置进行卧底（，采用风镐，手镐施工。 2、三采区回风、运输大巷，补打顶锚索。顶板采用锚索+W钢带补强，间距2400mm，长度6300mm；锚索预紧力不小于30Mpa。锚索为双排迈步布置。 3、片帮处补打帮锚杆。帮部锚杆间排距800mm×800mm，锚杆采用φ18mm 左旋无纵筋高强度螺纹钢，长度2000mm；帮部锚杆锚固力不得小于30KN(10MPa)，扭距力不得小于； 树脂药卷K2360型，巷道顶部每根锚索使用4根树脂药卷，帮部每根锚杆使用1根树脂药卷。 铁托板：由150×150×10mm的圆形钢板制成，中部开φ20mm孔； 金属网：方格规格为100×100； 钢绞线：Φ×6300mm；
W钢带：3600×250×6mm的钢板，眼孔直径； 4、修复后的巷道规格为：净宽，净高不低于。 5、卧底后巷道两帮必须刷齐。 6、加强顶板管理，失效锚杆、锚索必须及时补打，按规定要求及时打注锚杆、锚索。 7、修复由外向里逐步进行，顶部出现漏顶、网兜的地方必须及时补打锚杆，漏顶面积较大的必须挂梁网打锚杆支护，并将金属菱形网重新连接好。 8、加强巷道工程质量管理，保证巷道的内在质量达到施工要求。 9、巷道卧底时将皮带机架吊挂巷道顶板梯子梁上。 10、卧底完工后，应将巷道底板、两侧卧平，前后坡度顺平，不能出现坑洼不平现象，大块矸石杂物清理干净。 四、运输方式： 皮带机运输,、矿车运输 五、主要安全技术措施： （一）顶板离层加强支护安全技术措施 1、人员进入工作地点先检查后工作，发现问题及时处理，严格坚持“不安全不生产”的原则。 2、施工前，将风、水管路接到施工地点，准备好施工工具和支护材料。 3、修复前先检查维护好原巷道的顶板，需打注锚索进行加固的必须及时打注，确保原支护正常。 4、施工前，清理好施工地点的杂物矸石，清理好退路。 5、施工过程中，必须有一名有经验的老工人监护顶板情况，发现险情，及
关于软岩支护技术 前言 巷道支护是井工开采工程的核心，是一切安全生产和效益的基础，随着开采条件的日益恶化，采深的迅速增加，支护对井工开采的制约作用日趋明显，先进采矿方法能否实现，在很大程度上取决于巷道支护状况和有效断面能否得到保证。 第一节，深井巷道围岩强化支护技术体系及实践 一，深部高应力巷道：常规支护不能满足要求的一类巷道。 1，采用传统的架棚支护、锚杆支护都不能有效维护巷道。 2，以德国为代表采用U型钢可缩性支架、壁后充填、预留变形量架棚支护的方式，也不能有效维护巷道。 3，常常在掘进时就需要多次卧底、返修。 为此：出路在于发展新型锚杆类支护综合治理比较乐观，目前遇到的大部分问题可以得到解决或改善。 如：德国向我国输入U型钢可缩性支架、壁后充填技术，在德国使用范围400-600米深，可是在我国达到400米深度就解决不了我国的问题。 二，深部支护问题： 1，相当一部分埋深达到800-1000米的深井巷道支护难度不大，可以采用常规的支护技术解决，因此深井巷道支护并不都属于复杂困难支护巷道，我们关心的焦点是深部难支护巷道称为深部
支护问题。 2，它通常是指主要由于巷道埋藏深度导致的围岩较高的水平应力，使相对软弱的岩体发生大范围破坏，并产生大变型的一类工程支护问题。 三，复杂困难条件： 1，由于地层运动和成岩过程产生的强构造应力集中区，水平应力通常较大；这类构造区域内巷道变形有自身规律，其中顶板支护的安全可靠性要求较高。 2，膨胀性岩体、泥质岩体遇水泥化等条件，由于物理化学原因导致的岩体力学承载性能的衰减、岩体的变形等。 3，由于开采造成的次生应力集中区产生的巷道支护问题。 四，深井软岩成为支护重点： 1，深部高应力巷道的两个显著特点： （1），原始应力水平相对围岩强度高。 （2），采动附加应力更趋强烈、围岩破碎区范围进一步加大，不易形成结构效应。 2，时间效应强烈、变形速度快，不易长期维护： （1），第一类，围岩软弱型、即软岩巷道； （2），第二类，采动影响型、即动压巷道； （3），第三类，深井高应力型、即深井巷道； 五，巷道大变形、难以支护原因： 1，围岩松软破碎：单轴抗压强度﹤10-20MPa；
煤矿软岩巷道支护技术 发表时间：2018-02-26T10:42:14.743Z 来源：《基层建设》2017年第33期作者：张晓赟 [导读] 摘要：一般而言，在煤矿巷道形成后，岩层受力均衡状况被打破，特别是岩层的应力会重组从而达到新的平衡，但一旦切向力作用过大，而反作用力不断减小，则会导致岩壁受力处于极端状态，而这种受力不均衡的情况也会逐步朝着巷道周围进行蔓延，最后导致岩壁异常拓展及变形，受力条件也在不断恶化。 太原理工大学山西太原 030000 摘要：一般而言，在煤矿巷道形成后，岩层受力均衡状况被打破，特别是岩层的应力会重组从而达到新的平衡，但一旦切向力作用过大，而反作用力不断减小，则会导致岩壁受力处于极端状态，而这种受力不均衡的情况也会逐步朝着巷道周围进行蔓延，最后导致岩壁异常拓展及变形，受力条件也在不断恶化。要避免严重事故发生，则需对巷道岩层进行支护，特别是一些质地较软的岩层，更需要采用科学的支护方案。要让软岩巷道支护保持能达到预期效果，则需采用科学有效的支护技术与方法。就此将从煤矿软岩巷道支护技术应用方面入手，进行具体分析与探讨。 关键词：煤矿软岩；巷道；支护技术 引言 煤矿是十分重要的能源，煤矿消耗量巨大，而煤炭的储量却在逐年下降，煤矿层的深度也越来越大。煤矿井下作业环境恶劣，如果地质条件比较差，则会造成煤矿井下作业危险度增加，需要结合实际情况选用巷道施工支护技术。基于此，对煤矿井下软岩巷道施工支护技术进行深入研究意义重大。 1 巷道支护理论概述 煤矿巷道支护理论是煤矿支护理论的一个基础性内容，从古至今，人们始终没有停止过对能源的开采和应用，而煤矿巷道支护技术也已经有了十几种理论形式，其中较为常见的就是悬吊理论、加固理论、最大水平应力理论等，其中悬吊理论主要就是应用于软围岩巷道顶板锚杆技术，在实际的煤矿开采中，虽然这种巷道技术较为少见，应用也不多，但是这种悬吊理论却能够更加直观地为煤矿开采给予帮助。而加固理论则从宏观的角度分析了煤矿巷道的内部结构，加固理论也具有自身的特点和结构特征，一般情况下都是在被纵横交错的弱面切割的岩层中安装锚杆，这样可以提升煤矿内部巷道的稳定性。除此之外，最为常见的就是澳大利亚锚杆支护技术，该种技术在某种程度上可以克服水平应力，避免巷道内部出现变形、破裂等问题。但是澳大利亚锚杆支护技术也有着一定的应用范围，通常情况下更适用于巷道平行于最大水平应用力，而其并不适用于垂直水平应用力。 2 软岩巷道支护特点 从科学的角度上来看，软岩巷道主要就是指容易风化、土质黏结性差、土质松软、稳定性差的岩石等，由于软岩石巷道硬度较差，很容易受到外界环境和因素的影响，所以在对这类煤矿进行巷道支护设计的时候应该格外注意。如果需要用数据来判断的话，通常就是松动圈厚度达到1.5m以上的被称之为软岩。从我国目前的地形上来看，软岩的分布并没有规律，很多地区都有软岩分布，通常情况下成岩土层较为深厚并且年代久远，其岩层无论强度大小都被称之为软岩。软岩的自身性质也将会决定巷道的实际特点。不同程度的软岩也应该有着具体的划分，并不是所有的软岩都符合同一情况的巷道设置。可见软岩巷道支护具有一定的要求和特点，只有站在正确的角度去分析和理解问题，才会更好地设置巷道内部的结构，为实现巷道支护体系的完善性奠定坚实的基础。 2 目前国内软岩巷道主要支护方法 2.1 全部刚性类 全部刚性类主要是指闭合钢架、完整预制模板、现场浇筑混凝土等方面的支护。当然，由于支护刚性增加，围岩受到的压力也会更多，所以即便是支护可靠性增强，岩层负载未曾减少，且支架改变与损坏问题未能解决。因此，这类支护并不能很好地协调围岩和支架的受力关系，且无法将刚性及强度配合巷道受到严重形变与压力的围岩进行配合，也会导致更多新问题产生，即如岩层断层增加、工作效率减少、资金投入过大等。 2.2 科学设计巷道位置 （1）在设计巷道前需要对矿井下水文地质情况、工程地质特点、应力场分布、岩层岩性等进行真实而完整的调查，以保障巷道设计的科学性。（2）在进行大巷道布设时，走向的选择应该尽可能地与应力的方向相平行。同时，还需要避免不同节理发育带、断层等情况。（3）在设计巷道的过程中应该尽量保持简单明了，避免空间的交错重叠。同时，矿井下峒室的施工过程需要按照巷道的实际情况来调整顺序。 2.3 U型钢伸缩类 按照软岩体积可变的特征进行设定支架，而这种支护主要是针对已出现体积形变的岩层或断层破裂位置的支撑。而且其优势在于具有较强的可变性，此外本身也具备更多的承受与支撑能力；从而保证支架受到的力与围岩应力完全相反，也就是说在特定情况中支架本身可进行伸缩，而对应的负荷量也会出现增大减小等调整，从而保证支护效果的有效改进。不过，在现实运用时，考虑到U型钢伸缩类支架的最大承重力往往无法体现。导致问题的主要因素是，巷道挖掘及支护技术都无法解决支架背面出现各类规格的空洞，从而导致支架附和围岩接触面十分不均匀。一旦围岩形变，支架由于综合负载的总体作用而出现崩塌形变，而且受力条件较差，往往会因为弯曲、扭转等形变情况而无法进行支撑；此外，由于对支护阻力有更加严苛的要求，对于钢制架的质量也要求越大，这也间接加大了钢材用量，提升支护资金投入。 2.4 综合类 综合支护就是不同的支护方式进行组合，如：锚喷组合注浆加固、U 型钢伸缩配合注浆等。无论哪种综合支护方式，都需按照软岩巷道围岩特征及具体情况进行挑选和运用，且需明确科学的支护方案及数据。此外，锚喷支护应作为优先选择，因为其具有更强的适用性与功能性，能满足一些复杂条件下的支护。此外软岩属于难以找到支点的岩体，因而支护存在难度性，而针对软岩巷道，综合类支护技术的运用需注意以下几方面的问题：a）尽量向外岩层给予抗拒力从而调整岩体的整体受力情况，避免出现碎裂、形变问题，也能保证围岩的稳固性，当然，在岩体内部入手，则需强化其强度，从而保证具有更强的负荷承受力；b）U 型钢伸缩类支架的泛用性较强，但考虑支护成本的问题，可局部采用；且设置支护后，无论在填补还是施工方面，最终效果往往会对支护情况造成一定作用；c）锚喷支护是目前较为先进
全断面硬岩掘进机的应用 摘要：TBM（全断面硬岩掘进机）主要利用滚刀对岩石进行挤压、切削、破碎，再利用刮渣板收集通过溜渣槽送到皮带机出渣，最后通过换步持续前进，从而达 到掘进、出渣、衬砌等工序一次完成，全断面一次成型，是高度机械化、信息化 和自动化的大型地下隧道开挖成套设备，具有高效、快速、优质、安全等特点。 关键词：TBM；原理组成；组装；参数优缺点发展 一、工程概况 埃塞俄比亚GD-3水电站装机规模为254MW，GD-3水电站位于北纬5°38′， 东经39°43′，属热带雨林区。工程现场位于埃塞俄比亚首都亚的斯南部偏东约 400公里，距肯尼亚边境约200公里，距索马里边境100多公里。 水电站进水口位于大坝左岸上游河段，引水隧洞直径8.1m，硬岩掘进机开挖长度约为10.4m。工程区地形较陡峭，地形坡度大多在30°以上。低压隧洞硬岩掘进机施工段地表地形为较高的山地。 二、掘进机工作原理及结构组成 硬岩掘进机是集中导航系统、机械结构、电气系统、液压系统、风水循环系统、除尘系统、支护系统及出渣系统等多种功能于一体的现代综合性隧洞施工设备，而用于本工程的双护盾紧凑型全断面硬岩掘进机（以下简称TBM）是新一代 产品，有更加广泛的地址条件适应性、更短的盾体长度、更大的主推进力、更及 时的支护等优点。 工作原理：利用支撑护盾上的撑靴张开撑紧洞壁，推进油缸伸开，推动前盾 带动刀盘前进，刀盘上的滚刀以形成同心圆的方式挤压、剪切岩石，岩石自由掉 下通过刀盘周边铲渣斗自动拾起经溜渣槽送到主机皮带机上，经过转渣皮带机输 送到洞外，伸展稳定器及辅助支撑油缸，收缩撑靴油缸，主推进油缸收缩，拉动 后配套部分前进，完成一个工作循环，通过不断重复而达到不断掘进的过程。 结构组成：设备总长约110米，直径8130mm，总重约1000T。组成如下： 刀盘、前护盾、伸缩护盾、支撑护盾、指型护盾、主梁、连接桥、设备桥、后配 套等。 三、整机组装流程 1、拼装刀盘， 2、将前护盾底块在混凝土基座上就位， 3、安装底伸缩盾， 4、将已预装了主轴承的刀盘支座就位在前护盾底块上并予以固定， 5、将前护盾左 块就位，6、将支撑护盾底块在混凝土基座上就位，7、将已装好并固定好的撑靴 侧块就位，8、安装下撑靴油缸，9、在下半部盾体上安装主推进缸和电机，10、 用起重机吊装刀盘与主轴承连接，11、安装前护盾的上块，12、安装上部撑靴油缸，吊装支撑护盾的上块，13、完成刀盘电机和主推进缸的安装，安装稳定器和 辅助撑靴，14、安装辅助推进油缸，15、安装主梁、安装连接桥和设备桥，16、 组装后配套及配套设备和组件等。 四、TBM主要参数选择 1.刀盘直径 TBM直径越大，TBM设计、制造、运输、组装和施工的技术难度越大；TBM 直径越小，作业空间狭小，设备布置越困难。 刀盘直径根据开挖直径来决定，要求有一定的扩挖能力，需要考虑成洞直径、支护要求围岩的变形的综合因素。直径扩挖主要是防止围岩变形卡机，加垫扩挖 能力一般在60mm左右。