全断面硬岩掘进机(TBM)
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什么是盾构机?与全断面掘进机(TBM)的区别行业:制造机械信息来源:网络发布时间:2011-02-14打印转发关闭盾构机是盾构法施工中的主要施工机械。
盾构施工法是在地面下暗挖隧洞的一种施工方法,它使用盾构机在地下掘进,在防止软基开挖面崩塌或保持开挖面稳定的同时,在机内安全地进行隧洞的开挖和衬砌作业。
其施工过程需先在隧洞某段的一端开挖竖井或基坑,将盾构机吊入安装,盾构机从竖井或基坑的墙壁开孔处开始掘进并沿设计洞线推进直至到达洞线中的另一竖井或隧洞的端点。
用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点,在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下,用盾构机施工更为经济合理。
盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。
该圆柱体组件的壳体即护盾,它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时文撑的作用,承受周围土层的压力,有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。
挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行。
盾构机施工主要由稳定开挖面、挖掘及排土、衬砌包括壁后灌浆三大要素组成。
其中开挖面的稳定方法是其工作原理的主要方面,也是区别于硬岩掘进机或比硬岩掘进机复杂的主要方面。
大多数硬岩岩体稳定性较好,不存在开挖面稳定问题。
盾构机根据其适用的土质及工作方式的不同主要分为压缩空气式、泥水式,土压平衡式盾构机等不同类型。
泥水式盾构机是通过加压泥水或泥浆(通常为膨润土悬浮液)来稳定开挖面,其刀盘后面有一个密封隔板,与开挖面之间形成泥水室,里面充满了泥浆,开挖土料与泥浆混合由泥浆泵输送到洞外分离厂,经分离后泥浆重复使用。
土压平衡式盾构机是把土料(必要时添加泡沫等对土壤进行改良)作为稳定开挖面的介质,刀盘后隔板与开挖面之间形成泥土室,刀盘旋转开挖使泥土料增加,再由螺旋输料器旋转将土料运出,泥土室内土压可由刀盘旋转开挖速度和螺旋输出料器出土量(旋转速度)进行调节。
涨姿势TBM到底是个什么“神器”?'导读关于这场风(hui)花(se)雪(nan)夜(dong)的讨论,要源于这样一条发生在神东的BREAKING NEWS:6月11日,在神东公司补连塔煤矿2号辅运平硐举行了TBM始发仪式。
TBM运用到的煤矿斜井是国内首例。
那么问题来了,到底什么是TBM啊TBM(Tunnel Boring Machine),翻译过来就是全断面隧道掘进机(原来它是一台机器啊!),它是将掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业的机器。
小编要OS了:又是全断面!好高大上!神东向来都紧跟国际潮流!就是此庞然大物也。
TBM技术,就是全断面隧道掘进机施工法,在国际上,现已广泛运用于水利水电、矿山开采、交通、市政、国防等。
先来看看近几年国内TBM技术应用工程之二三兰渝铁路西秦岭隧道(双洞单线)全长28.238公里,我国目前铁路在建第二长隧道。
采用了两台直径10.2米的TBM开挖。
2008年8月15日开工,2014年7月19日全线贯通。
重庆地铁六号线(双线隧道)每条隧道长11.122公里,采用了两台直径为6.36米的敞开式TBM开挖。
该工程是我国首次在城里地铁中采用硬岩TBM。
于2011年10月8日实现全线贯通。
新疆八十一达坂引水隧洞全长30.7公里,采用了直径为6.79米双护盾TBM,2006年2月开挖,2010年2月贯通。
再来了解下我大神东的TBM神东采用了直径为7.6米的单护盾TBM,全长165米,由神东公司和中国铁建重工集团联合研发生产,是国内TBM技术首次应用于大坡度、长距离矿井建设。
请君且看此视频,知晓TBM在煤矿行业的用法神东用TBM做什么?井下本没有路,人再怎么走也不会有路。
说白了,TBM就是为了挖出一条井下的路,这里的路跟地铁、隧道差不多,就是为了辅助运输,行车运设备的!那么,在没有TBM之前,那些辅运巷道是怎么来的呢?以前,辅运巷道的形成主要有炮掘和硬岩掘进机掘进两种工艺。
全断面硬岩地层EPB/TBM双模盾构不同掘进模式应用情况对比分析徐儒村,王昆,李沛祖(中铁工程装备集团有限公司,河南郑州 450016)[摘要]EPB/TBM双模盾构针对不同的地层选择不同的掘进模式,在全断面硬岩地层采用TBM掘进模式来提高掘进效率,由于缺少数据分析和案例支撑,项目为减少模式切换风险,在全断面硬岩地层采用土压模式掘进。
文章依据深圳EPB/TBM双模盾构施工项目,通过分析在全断面硬岩地层EPB模式和TBM模式的掘进参数,得出在全断面硬岩地层TBM模式较土压模式的掘进优势。
在全断面硬岩地层掘进时,TBM模式的掘进进尺高于EPB模式,TBM模式刀具消耗低于EPB模式,且TBM模式的振动可以通过稳定器得到缓解,说明了硬岩地层切换为TBM模式的必要性,为EPB/TBM双模盾构类似工程是否模式切换提供参考依据。
[关键词]EPB/TBM双模盾构;全断面硬岩地层;掘进进尺;刀具消耗;振动[中图分类号]U455.43 [文献标识码]A [文章编号]1001-554X(2023)-0065-05 Comparative analysis of the application of EPB/TBM dual mode shield tunneling machine in different excavation modes in full section hard rock strataXU Ru-cun,WANG Kun,LI Pei-zu目前地铁隧道修建多采用单一模式的隧道掘进机开挖,比如泥水平衡盾构、土压平衡盾构或单护盾TBM等。
但是复杂的地质工况对隧道掘进机的适应性要求越来越高,既要求设备具备泥水平衡盾构或土压平衡盾构保压防沉降的掘进能力,又要求设备具备单护盾TBM高效掘进的性能。
多模式隧道掘进机是将不同机型的特点进行有效结合,以满足复杂地质工况的掘进要求。
EPB/TBM双模盾构为多模式隧道掘进机中的一种,其结合了土压平衡盾构和单护盾TBM的结构特点和功能特点,既满足在软土地层掘进保压防沉降的要求,又可以在全断面硬岩地层快速掘进。
全断面岩石掘进机施工岩石平巷掘进机按一次开挖断面占全部断面的比例分为部分断面掘进机和全断面掘进机两种。
部分断面掘进机一般为悬臂式,主要用于软岩巷道、煤巷和半煤岩巷道。
岩石全断面掘进机( Tunnel Boring Machine) 简称TBM , 也称隧道掘进机, 在软岩和土壤中施工的又称为盾构机,应用于岩石隧道的称为岩石掘进机。
TBM 施工是当今最先进的隧道施工方法, 掘进速度快、机械化程度高、大大改善施工环境、劳动条件好、对环境影响较小, 在水下隧道施工不影响水上通行, 有更利于保护生态环境,可以克服高寒、高海拔环境的影响, 围岩扰动小,因此自20 世纪50 年代中期进行工业化生产以来日益受到人们的重视, 已广泛应用于各国的能源、交通、城建、国防等部门的地下工程建设。
一、全断面岩石掘进机的结构特点全断面岩石掘进机是一种将机图5-45 掘进机基本结构及施工示意图械破岩和转运岩石等工序进行联合作业,并能连续掘进的机械没备,它由移动和固定支撑推进两大部分组成,如图5-45。
推进油缸一端铰接于移动部分,另一端铰接于固定支撑推进部分,移动部分的大梁和固定支撑推进部分的移动框架刚性联接,使两大部分构成一个整体。
在移动部分上设有工作头,排渣系统,导向支撑裴置、刀盘驱动减速装置,在固定部分上设有水平支撑油缸和推进油缸、移动框架等部件。
我国研制的EJ—30型岩巷掘进机如图5-46所示,它是由破岩机构、装运机构、推进机构、除尘装置、方向控制装置、瓦斯管报仅、护顶板、机器支撑油缸、工作室、动力及液压系统等组成。
图5-46 EJ-30型岩巷掘进机1—刀盘;2—机头架;3—大梁;4—浮动支撑;5—泵站;6—司机室;7—除尘器;8—胶带转载机;9—护定板掘进机各主要部分的结构分述如下:1.破岩装置破岩装置由刀盘和工作头组成,刀盘装庄工作头的前端,上面装有若干滚刀,工作时,电动机驱动刀盘回转带动滚刀旋转,同时由工作头传递推进力,使滚刀的刀刃压向岩面,挤压剪切破碎岩石。
tbm敞开式全断面掘进原理TBM敞开式全断面掘进原理TBM(Tunnel Boring Machine)是一种用于地下隧道开挖的机械设备,它能够实现高效、安全、快速地完成隧道的开挖工作。
而TBM敞开式全断面掘进原理则是TBM技术中的一种重要工作原理,它使得TBM能够在地下进行全断面的开挖,从而满足各种复杂地质条件下的隧道建设需求。
TBM敞开式全断面掘进原理的核心思想是利用机械装置对地下隧道进行全断面的开挖,并在开挖过程中及时进行支护和排土。
具体而言,TBM设备由刀盘、推进系统、支撑系统和排土系统等组成,每个系统都承担着特定的功能。
刀盘是TBM敞开式全断面掘进的关键部件,它位于TBM前部,负责切削地层并将岩土等材料切削成块状。
刀盘上配有刀具,通过旋转和推进的方式,刀具能够将地层削下,并将其送到刀盘后部。
推进系统是TBM敞开式全断面掘进的推进动力来源,它能够将TBM向前推进,完成隧道的开挖工作。
推进系统一般由液压装置、推进缸等组成,通过液压力的作用,推动TBM向前推进。
支撑系统是确保TBM敞开式全断面掘进工作的安全进行的重要组成部分。
它包括刀盘后方的支撑装置和地下注浆设备等。
支撑装置能够对开挖好的地层进行支撑,以保证隧道的稳定性;地下注浆设备则能够对地层进行注浆加固,提高地层的承载能力。
排土系统是TBM敞开式全断面掘进中的关键环节,它负责将开挖好的岩土等材料排出隧道。
排土系统一般由螺旋输送机、输送带等组成,通过这些设备,岩土等材料能够顺利地被运送至地面。
通过上述的工作原理,TBM敞开式全断面掘进能够实现隧道的高效开挖。
具体工作过程中,TBM设备首先推进到地下,刀盘开始旋转切削地层,并将岩土等材料送至刀盘后部。
随着切削的进行,推进系统不断将TBM向前推进,同时支撑系统对地层进行支撑和加固。
最后,排土系统将削下的岩土等材料顺利地运送至地面。
TBM敞开式全断面掘进原理的应用非常广泛。
无论是城市地铁的建设,还是水利、交通等领域的隧道工程,TBM都能够发挥重要作用。
TBM掘进机施工技术的详细介绍(2007-04-06 18:33:23)转载1.TBM掘进机施工环节TBM是英文“Tunnel Boring Machine”的缩写,中文意思是隧洞掘进机。
它具有快速、安全、高效的显著特点。
掘进机在我国甘肃引大入秦和山西万家寨引黄入晋等隧洞工程中相继应用,获得了很大效益。
掘进机虽然技术先进,但是,只有完全掌握这项技术,对隧洞施工全过程中的每一个环节进行严格把关,才能真正保证掘进机隧洞施工质量。
1.1地质勘察地质条件是影响掘进机隧洞施工质量的重要因素,也是掘进机选型的重要依据。
地质勘察成果资料要求全面、真实、准确。
1.2掘进机选型根据支护形式分为三种机型,分别适用于不同的地质条件。
①敞开式,常用于纯质岩。
②双护盾,常用于混合地层。
③单护盾,常用于劣质地层及地下水位较高的地层。
根据刀盘直径大小分为13种机械:2m、3m、4m、5m、6m、7m、8m、9m、10m、11m、12m、13m、14m。
在掘进机上安装一些特殊设备,可以避免和消除地质条件变化对隧洞施工质量的影响。
如采用超前探钻、环形管片安装器、岩石锚固装置及易爆气体检测装置等。
1.3掘进机工作人员掘进机工作人员的素质和技术水平直接影响着隧洞施工质量,只有高素质和高水平的工作人员才能保证高质量的隧洞施工。
1.4掘进机检修和维护加强掘进机检修和维护,保证掘进机良好运行。
这对保证施工质量和延长掘进机寿命非常重要。
①边刀即位于刀盘周边的刀具,隧洞洞径由边刀尺寸决定。
在掘进过程中刀具磨损特别是边刀磨损非常严重,因此加强刀具磨损检查和更换新刀具对于保证洞径非常重要。
为了延长刀具使用寿命,磨损的边刀也可以用作面刀即位于刀盘面部的刀具再次使用,一般边刀最大允许磨损量约等于面刀最大允许磨损量的1/2。
当边刀达到其磨损极限时,应更换新刀具。
②主轴承,即与刀盘连接并驱动刀盘旋转的大型轴承,掘进机总进尺主要由主轴承使用寿命决定。
在掘进机检修期间,损坏的主轴承由于受到隧洞狭小空间的限制,难以拆除和更新安装,因此根据隧洞长度选用主轴承型号,加强对主轴承维护。
TBM选型全断面岩石掘进机(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,教训是深刻的。
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。
tbm名词解释
掘进机法是挖掘隧道、巷道及其它地下空间的一种方法。
简称TBM(tunnelboringmanchine)法,是用特制的大型切削设备,将岩石剪切挤压破碎,然后,通过配套的运输设备将碎石运出。
分为:全断面掘进机的开挖施工,独臂钻的开挖施工,天井钻的开挖施工,带盾构的TBM掘进法。
掘进机是全断面开挖隧洞的专用设备(见彩图)。
它利用大直径转动刀盘上的刀具对岩石的挤压、滚切作用来破碎岩石。
美国罗宾斯公司在1952年开始生产第一台掘进机。
70年代以后,掘进机有了较快的发展。
开挖直径范围为1.8~11.5m。
在中硬岩中,用掘进机开挖80~100m3大断面隧洞,平均掘进速度为每月350~400m。
美国芝加哥卫生管理区隧洞和蓄水库工程,在石灰岩中开挖直径9.8m的隧洞,最高月进尺可达750m。
美国奥索引水隧洞直径3.09m,在页岩中开挖,最高月进尺达2088m。
隧洞掘进机开挖比钻爆法掘进速度快,用工少,施工安全,开挖面平整,造价低,但机体庞大,运输不便,只能适用于长洞的开挖,并且本机直径不能调整,对地质条件及岩性变化的适应性差,使用有局限性。
硬岩掘进机法(TBM法)施工一、掘进机施工的特点掘进机法是利用岩石隧道掘进机在岩石地层挖掘隧道的一种施工方法。
隧道掘进机是一种集掘进、出渣、支护和通风、防尘等多功能为一体的高效隧道施工机械,简称掘进机(TBM),如图8-1所示。
图8-1 掘进机实践证明:当隧道长度与直径之比大于600时,采用掘进机进行隧道施工比较经济。
与钻爆法相比,掘进机法虽然投资多,但具有施工快速、优质、安全、经济、环保等突出优点。
采用掘进机施工时,应明确地质条件及必要预处理措施。
隧道长度应在6~7km以上,围岩的单轴抗压强度在50~200MPa之间。
从地层岩性条件来看,掘进机一般只适用于圆形断面隧道,隧道开挖直径在3~12m之间,一次性连续开挖隧道长度不宜短于6km,6~15km比较经济。
掘进机适用于中硬岩层。
岩层的地质情况对掘进机进尺影响很大,应尽量避免复杂地层,或需要增加较多辅助设备才能处理的不良地质段。
掘进机属大型专用设备,重达几千吨,拼装长度可达200多米,洞外配套设施多,所以,对施工场地和运输方案都有很高的要求。
二、掘进机施工要点及注意事项1.影响掘进效率的主要地质因素岩石的单轴抗压强度是影响掘进效率的关键因素之一。
岩石的硬度和耐磨性越高,刀具消耗和施工成本就越高,造成停机换刀次数增加,影响掘进速度。
岩体的裂隙化程度或岩体的完整程度与掘进效率也有很大的关系。
掘进机法通常用于围岩稳定隧道的开挖。
软弱围岩用掘进机施工时支护量大,并限制了撑靴的支撑能力,影响掘进进度。
影响TBM隧道施工的问题,通常是由开挖通过地层的物理性质及岩土的不均匀性引起的。
对于全断面、机械化开挖,由于这种开挖方式很不灵活,所以研究开挖岩体的不均匀性非常重要。
TBM施工通过诸如:软弱地层、断层破碎带、岩爆、涌水、围岩变形、剥落与坍塌及古暗河道等困难地层时,应采取一系列应对措施。
(1)岩体地应力问题。
地应力和岩爆关系密切。
对于深埋隧道,如果围岩为浅变质砂板岩、花岗岩、花岗闪长岩等坚硬脆性岩体,则发生岩爆的可能性较大。
硬岩掘进机(TBM)的动力学分析与振动控制摘要:硬岩掘进机(TBM)是隧道掘进的主要设备,广泛应用于铁路、公路、水利、市政建设等。
TBM 推进系统机械结构主要包括刀盘、主梁、后支撑、鞍架和撑靴等。
TBM用刀盘转动技术以实现破岩掘进,排渣的同时进行隧道支护,使隧道全断面一次成型。
在TBM作业中,滚刀引起的岩石破碎的强烈冲击会引起推进系统的剧烈振动,严重影响了工作的正常进行。
传统的动力吸振器必须有足够的附加质量才能达到良好的减振效果,但是TBM系统质量庞大安装空间有限,减振器的附加质量难以大幅度提高。
因此本文提出应用杠杆机构来实现放大吸振器的附加质量的方案,并设计了适用于 TBM 推进系统的动力吸振器。
关键词:硬岩掘进机;动力学;振动特性;动力吸振器;优化一、TBM的发展现状1846年开始就出现了第一台简单的硬岩掘进机,从而开始了隧道掘进机机械化的探究。
到1851年一个美国的工程师设计出了世界第一台可以连续工作的TBM,由于当时的技术条件不是很方便,在很多方面的技术问题都不能够被解决,所以没有办法和当时新出现的钻爆法技术相媲美,很难有效地应用。
之后从1952年到1956年,美国的James S. Robbins 和Charles Wilson 想到方法一点一点的解决了滚刀、刀盘驱动及支撑推进等问题,使TBM技术和应用得到了迅速的发展。
早期国外对TBM的广泛应用,使中国也开始注重TBM的研究,我国随着施工技术的不断完善和成熟,在1964年开始对全断面TBM进行研究工作。
在改革开放之后,国外的TBM制造商都来到中国要与我国的生产厂商进行合作。
1996年 Wirth 公司与铁道部宝鸡工程机械厂合作生产用于秦岭隧道的 Wirth TB880E掘进的后配套设备。
到目前,我国对于TBM系统振动的探究还没有很大的进步,在仅有的一部分有关TBM振动研究中,也多是集中于TBM对周围环境振动的影响和TBM刀盘系统的振动分析,而关于TBM的整机振动分析尚没有开展。
1.适用的工程不一样,TBM用于硬岩,盾构机用于土层的挖掘。
2。
两者的掘进,平衡,支护系统都不一样。
3.TBM比盾构技术更先进,更复杂.4。
工作的环境也不一样,TBM是硬岩掘进机,一般用在山岭隧道或大型引水工程,盾构是软土类掘进机,主要是城市地铁,及小型管道。
其实TBM和盾构除了这些本质的差别外,笼统的来说,都是一样,都是隧道全断面掘进。
只是不同的工作环境应用不用的机械罢了。
2. 隧道施工行业中我们把隧道掘进机统称为盾构或盾构机,而老外则称之为TBM,TBM是英语名称的缩写(T—Tunnel;B—— Boring ;M—-Machine)。
盾构或TBM是泛指,当然细分可分为土压平衡盾构、泥水平衡盾构和泥水气平衡盾构等等.3. TBM按照英文翻译就是隧道掘进机,一般而言,为了区分,将TBM特指硬岩掘进机;EPB土压平衡盾构机4.TBM(Tunnel Boring Machine)隧道掘进机,别名:全断面隧道掘进机。
笼统的来说,盾构机与TBM都是一样的,都是隧道全断面掘进.但在造词之初,它们是不一样的,严格来说,它们之间存在以下不同点:5.1。
适用的工程不一样,TBM适用于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。
6. 2.两者的掘进,平衡,支护系统都不一样。
7.3。
TBM比盾构技术更先进,更复杂。
8. 4.工作的环境也不一样,TBM是硬岩掘进机,一般用在山岭隧道或大型引水工程,盾构是软土类掘进机,主要是城市地铁,及小型管道. 但是以上说法有些言不符实,因为现在随着技术的不断进步,许多硬岩TBM也采用盾构技术,而TBM本来就是隧道掘进机的意思。
这就是学术的发展造成了现实中称法的混乱。
由此,学术界又提出了采用“硬岩TBM”和“软岩TBM”两种称呼来规范的办法.硬岩TBM 适用于山岭隧道硬岩掘进,代替传统的钻爆法,在相同的条件下,其掘进速度约为常规钻爆法的4~10倍,最佳日进尺可达150m;具有快速、优质、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。
煤矿岩巷全断面掘进机(TBM)及智能化关键技术摘要:近年来,为了有效的促进我国煤矿行业的快速发展,针对煤矿机电节能与煤矿安全生产的相互关系得到越来越多的关注。
加强针对煤矿机电技术的管理工作,以确保煤炭的生产线可以得到正常的运行,并且在运行过程中尽可能的将安全隐患风险降到最低是现阶段煤矿企业一直努力的方向。
本文主要针对煤矿机电节能在煤矿就生产中的实际应用展开分析,为煤矿安全生产提供有力的支持以及帮助。
关键词:煤矿机电节能;安全生产;掘进机引言现阶段,由于我国经济的发展和社会的进步,无论是对可再生资源还是非可再生资源的消耗都明显上升,因此,对于煤炭生产工作的重视程度也相应得到提高。
在我国煤炭行业,一直以来对于生产的安全性都是较为重视的,并且也通过各方面的努力,为安全管理工作制定了相应的规章制度。
但是即便如此,仍然无法避免在煤矿生产过程中会发生意外事故,而这些安全事故的发生,必然会对工作人员以及相关产业造成严重的影响。
首先应该避免安全隐患的出现,对于设备以及生产过程要及时进行检查、监督,并且要排除隐患。
要保证煤矿行业可以安全生产,避免人员以及设备的损失,同时也可避免煤矿行业的生产受到损失。
一、掘进技术的重要性从上个世纪80年代以来,我国就不断的对合理进行矿井设计进行探索和研究。
当前,采煤矿井巷道掘进建设主要以煤巷为主,它占整个巷道的七成左右。
目前常使用的巷道掘进方法主要有三种:第一种是机械化巷道掘进。
第二种多个巷道掘进共同施工。
第三种是一体化掘进方式,目前还需要完善。
支护技术在使用前。
应根据地质资料,确定开采过程中的顶板压力,将木支柱的抗压强度和抗折强度进行检测,在编制作业规程时,计算它的柱间距和行间距进行支护,但随着科技进步,许多矿井都使用了金属支护,目前尚在用木支柱的除非是急倾斜煤层或一些极薄煤层或地方小矿。
国家对煤矿木柱支护目前无专门规定。
锚杆+锚网+锚索支护,对于顶板比较脆弱的地段,外加拱形工字钢梁支护。
全断面硬岩掘进机(TBM)
全断面硬岩掘进机主要用于在围岩稳定性良好、中—厚埋深、中
—高强度的岩层中开挖长大隧道。
TBM的破岩原理为:主机前部是装有若干滚刀的刀盘,由刀盘驱动
系统驱动刀盘旋转,并由推进系统给刀盘提供推进力,在推进力的作
用下滚刀切入岩石掌子面。不同部位的滚刀在掌子面上留下不同半径
的同心圆切槽轨迹,在滚刀的挤压下,相邻切槽的岩石在剪切力作用
下从岩体上剥落下来形成石渣,石渣则随着刀盘的旋转由刀盘上的铲
渣斗自动拾起,经刀盘内的溜渣槽输送到装在主机上的胶带机上,再
运到后配套系统处经隧道出渣运输系统运出洞外。
一、掘进机施工的关键技术
1、选型
掘进机结构庞大复杂,是各种高技术系统的集成,又是价值亿元
以上的大型成套工厂化作业系统,属于典型的非标定制产品,其机型、
系统设备配置和主要技术参数均需承包商与制造商根据具体的工程
设计、地质条件和施工工艺共同研究确定,后配套系统的选型及集成
是否合理,是工程能否顺利完成的关键。
2、施工的组织管理
掘进机在施工时,掘进、出渣、支护、进料运输等工序为并行、
连续作业,系统性强,要求各环节紧密配合,以掘进作业为中心,其
他配套设施要尽可能地满足掘进的需要,与钻爆法施工在组织管理上
具有完全不同的技术特点,这就给掘进施工组织管理技术提出了挑
战。掘进机的平均机时利用率是衡量掘进施工组织管理技术水平的主
要指标,目前国际水平在40%左右。
3、掘进参数的匹配
在掘进施工中,隧道的地质条件不断变化,而不同岩石条件下选
取的掘进参数对施工的安全、掘进速度、掘进效益影响很大,只有根
据不同的围岩条件对主要参数如刀盘的转速、推力和扭矩、推进速度、
撑靴压力、推进行程等合理匹配,才能够安全%快速和高效地掘进。
4、软弱围岩和不良地质地段的施工
在软弱围岩条件下容易出现掌子面不稳定、围岩坍塌、刀盘被卡、
支撑系统撑不住、刀盘下沉、掘进方向难以控制等技术问题。另外,
断层、涌水、岩洞等不良地质地段也对施工带来很多的技术难题。因
此,软弱围岩的掘进技术和不良地质地段的施工技术是工程安全贯通
的关键。
5、状态监测%故障诊断和维护
掘进机是机、电、液、光一体化的大型隧道施工作业系统,其作业环
境恶劣,空间狭窄。由于后配套系统庞大、复杂以及实际地质条件的
复杂性,施工中发生重大事故的情况也有报道,造成了巨大的经济损
失和社会影响。如何建立先进可靠的监测诊断和维护技术,保证掘进
机处于安全完好的掘进状态和提高机时利用率,都是需要解决的关键
技术问题。
6、刀具
刀具是其破岩的关键零部件!而且硬岩掘进机施工中刀具的检
查、更换、维修等作业时间和刀具消耗费用占掘进机施工总时间和施
工总费用的比例很大。因此,硬岩掘进机施工中的刀具是制约掘进效
率和效益的首要问题,也是制约我国掘进机国产化和降低施工成本的
关键问题。掘进机施工中设立专门的刀具班组,建立合理的刀具使用、
检查、更换和维修的技术规范是至关重要的。
7、掘进方向的测量和控制
在掘进过程中,需要不断地进行掘进方向的测量和控制,掘进方
向能不能准确控制关系到隧道能否贯通和贯通精度的高低,而且方向
控制技术的好坏对刀具的消耗和掘进速度有很大的影响,特别是软弱
围岩掘进中容易出现刀盘下沉、撑靴打滑、机身滚动等问题!需要合
理的掘进和方向调整控制技术。
8、出渣和物料运输
隧道掘进机掘进速度快、出渣量大、运输距离长,且要求掘进、
出渣、支护并行作业。如果出渣和物料运输不能满足掘进要求,将不
能发挥掘进机快速施工的优势。因此,大断面长隧道掘进机的出渣和
物料运输技术也是关键的保障技术。目前,常用的技术方案为有轨运
输技术和连续胶带机出渣技术。特别是胶带机连续出渣技术已成为国
外大断面长隧道掘进机施工的重要技术选择,我国在辽宁引水隧洞是
否成功的应用未见报道。
9、施工供电
掘进机施工用电量大,用电设备多,高压进洞供电距离长,供电
系统复杂,安全性要求高。因此,施工供电技术也是需要重点考虑的
问题。
10、施工通风
掘进机施工一般通风距离较长,特别是近年来超过10km的隧道
越来越多,这对与之相应的施工通风也带来一定的技术难度。
11、施工作业分析
掘进机施工过程中随时会遇到有大量不同围岩地质参数、掘进机
掘进工作参数、掘进性能参数,采集和分析处理这些数据对于指导后
期施工具有重要的参考价值,对我国掘进机的技术数据积累和施工企
业自身技术和经验的积累,都是非常重要的。
二、国内工程应用实例
1、1985年在广西隆林天生桥水电站的引水隧洞修建中,从美国引进
了Robbins公司制造的直径为10.8m掘进机,开挖引水隧洞总长度约
10km,掘进机遇到的岩石地层为石灰岩,抗压强度为混合片麻岩和混
合花岗岩!抗压强度为,施工时最高月进尺150m。这是我国第一条采
用大断面岩石掘进机施工的隧道。
2、1991年在甘肃省引大入秦大型跨流域灌溉工程中,30A隧道全长
11.649km,是一条无压输水隧道,由意大利公司施工,掘进机直径为
5.56m,采用预制管片衬砌.该机由Robbins公司制造。遇到的地层岩
性单轴抗压强度为26—133MPa,最高日进尺65.5m,最高月进尺
1300m。
3、山西省万家寨引黄工程隧洞工程采用6台直径4.88m和5.96mTBM
对8条隧洞进行施工,采用六边形预制管片衬砌。地层主要岩性为灰
岩。由意大利公司和水电四局组成的联合体施工,最高月进尺
1821.5m。
4、西康铁路秦岭隧道工程由铁道部从国外公司引进2台直径8.8m敞
开式TBM施工,该隧道全长18.46km,岩石为坚硬的混合片麻岩和混
合花岗岩,抗压强度为105—325MPa,最高月进尺531m和509m。秦
岭隧道完工后,这2台TBM又分别转移至西安至南京铁路磨沟岭隧道
和桃花铺隧道施工,成功地使敞开式TBM在这两个长距离软弱围岩的
隧道工程中掘进贯通,最高月进尺573m和552m 。