深部高温矿井大断面岩巷TBM智能掘进技术——以'新矿1号'TBM为例

摘要

我国中东部众多矿区相继进入深部开采,面临着采掘接续紧张的突出问题.大断面岩巷TBM掘进以其智能化程度高、作业安全、掘进效率高等特点已逐渐应用于浅部矿井,在深部矿井中却应用极少,匮乏建设经验.因此,为研究深部矿井岩巷TBM智能高效掘进技术,提升深部矿井机械化、智能化建设的水平,山东新巨龙煤矿研发了大断面岩巷TBM智能掘进系统("新矿1号"),系统集成了掘进、出渣、支护、除尘、通风、降温、导向、防爆、防冲等技术于一体,实现了深井直径6.33 m硬岩巷道智能掘进、掘进时锚杆自动化施工、掘支平行作业等技术.基于此,综述了深部高温矿井TBM全断面硬岩掘进机应用的关键技术,主要包括:①适用于深部高温矿井的岩巷TBM掘进装备建造模式;②TBM大尺寸部件的大埋深、长距离运输与安装技术;③TBM智能掘进技术;④深井超大断面安装硐室和掘进巷道围岩稳定性控制技术;⑤深部高温高地应力矿井TBM智能掘进综合保障技术,包括:TBM通过高应力软岩破碎带等不良地层的地质预报、降温、除湿、降尘等技术.旨在通过论述该设备的研发和应用过程,提出深部矿井硬岩TBM掘进的难点和解决方法,为类似矿井采用TBM法掘进岩巷提供一定的经验和技术借鉴,以便于国内同行对该技术进行全面认识与深入研究.