煤矿岩巷全断面掘进机(TBM)及智能化关键技术

摘要

岩巷掘进技术和装备的发展直接关系到煤矿生产的能力和安全.随着综合机械化采煤技术的迅速发展,回采工作面推进速度越来越快,对巷道掘进速度的要求越来越高.煤矿岩巷掘进技术,经历了钻爆法、综掘法,现在已经发展到第3个阶段TBM工法.传统的钻爆法、综掘法受技术和施工工艺限制,越来越无法满足各重大工程对施工效率、安全性、社会效益、经济收益等提出的更高要求,难以满足煤矿采掘平衡发展.TBM实现高效破岩、连续出渣、快速支护,通风除尘、供排水同步作业.分析了近几年国内煤矿TBM施工案例,提出矿用TBM开发关键技术,TBM针对煤矿井下特殊工程地质条件设计,实现掘锚运同步、及时支护,提高对坡度、围岩适应性,小半径转弯能力,融合千米定向钻机技术,做到逢掘必探,设备、施工规范和组织管理有机融合;提出工序衔接关键在于“探得远,掘得快,支得住,运得出”.分析煤矿巷道特点,提出设备系列化、模块化设计规划,关键部件国产化发展方向.依托大数据分析和云计算平台,按照“以感知为基础,以信息融合为中心,以智能掘进为目标”的原则,规划TBM智能掘进技术体系;开发掘进智能控制软件——TBM-Smart,系统架构划分为数据采集层、数据分析层、实时决策层,包括七大功能模块.分析煤矿行业面临的瓶颈和未来发展,提出矿用TBM向“机械化换人、自动化减人、智能化解放人”方向发展.