煤矿斜井高压富水TBM掘进技术研究

TBM工法目前已被用于煤矿斜井建设,但与城市轨道交通相比,煤矿斜井施工具有长距离、大坡度、高埋深、地质复杂等特点,其中连续下坡掘进时,高压富水段施工成为斜井建设中最大的难题。结合神华新街台格庙矿区TBM工法2#试验井的工程地质特点,对煤矿斜井TBM高压富水地段掘进技术问题进行分析和探讨。     

大坡度煤矿斜井双模式TBM步进技术

采用TBM工法施工煤矿斜井与传统钻爆方法相比具有安全、高效、环保的显著优势,是未来煤矿斜井建设的发展趋势。由于煤矿斜井具有大坡度、长距离、组装场地到斜井设置竖曲线等特点,安全可靠的步进方式尤为关键。结合神华新街台格庙矿区双模式TBM试验工程斜井施工的实际情况,详细介绍了双模式TBM组装完成后,步进通过大坡度竖曲线、斜坡、始发段台阶等关键技术,为相似工程提供借鉴经验。     

严寒天气TBM盾尾焊接施工技术

概述了神华新街台格庙矿区2#试验井双模式TBM盾尾焊接过程中,由于冬季严寒天气的影响,对盾尾焊接带来的困难;结合新建斜井工程特点,在充分考虑保暖的基础上,对盾尾拼装焊接问题进行了分析,并采取办法解决了严寒天气下的盾尾焊接的难题。     

大坡度煤矿斜井TBM施工有害气体预控技术

采用TBM工法施工煤矿长距离斜井与目前国内传统矿山法相比具有安全、高效、环保的显著特点和趋势。煤矿长距离斜井TBM工法掘进过程中经常遭遇各类有害气体,故此当TBM进入临近含煤地层,地层中富含瓦斯气体会增加TBM工法的施工难度,影响施工质量,严重时甚至造成停工、结构物受损、人员伤亡等事故。鉴于此,结合地层瓦斯气体分布特点,明确瓦斯对掘进机施工的影响和危害,对掘进机施工可能导致瓦斯发生的爆燃等因素进行分析并提出防范措施,基于监测预报,采取设备改造、超前预释放等综合处置技术,确保TBM安全高效穿越有害气体地层,这是煤矿斜井TBM工法掘进施工中主要解决的关键技术,可为类似工程提供借鉴经验。     

煤矿斜井TBM施工通风系统设计方案

神华新街煤矿斜井采用TBM工法施工。斜井穿越瓦斯地层,存在有毒有害气体,如CO、H2S、H2S、SO2等。有害气体影响施工人员健康,甚至导致不同等级的安全事故。通风系统设计采用压入式接力通风方式:新鲜空气由隧道外的轴流式通风机送到TBM的后配套的接力风机处,与接力风机连接;后配套的接力风管从一号拖车一直延伸到整TBM的连接桥处;风机一备一用,采用进口瑞典盖亚风机,保证TBM及后配套的通风能力满足规范要求;含瓦斯地层的井筒,风机的供电设备必须配置双电源,采用"三专两闭锁"装置给通风系统供电。设置通风班组、专职瓦检员,负责通风系统的安装、使用、维修、测风等工作;加强通风安全管理措施、通风技术措施;制定通风系统安全管理制度、交接班制度、安全操作规程,并将各种管理档案存档备查。     

煤矿长大斜井TBM法施工排水技术研究

TBM法施工长大斜井是煤矿建井领域的一项新技术,由于煤矿斜井坡度远大于城市地铁线路,且TBM或盾构长大连续下坡掘进时要穿越各种复杂地层,因此斜井反坡排水技术难度高,地下水风险大。结合新建斜井工程地质特点,在充分考虑TBM或盾构设备自防水的基础上,根据煤矿排水设计相关规定,通过计算分析,确定了高扬程水泵两级排水加中继水箱的斜井排水方案,得到了合理的管路参数。研究成果为TBM法成功应用于煤矿长大斜井施工提供了一定的基础。     

岩体隧道围岩弹塑性变形条件下管片衬砌支护机理研究

基于D-P屈服准则的围岩支护作用理论,以隧道掘进机(TBM)施工过程中支护位置与掌子面的距离作为动态参数,综合考虑注浆圈的应力变形特征,构建岩体隧道围岩弹塑性变形条件下围岩、注浆圈和管片衬砌三者动态变形协调方程,提出三者的变形计算方法和管片衬砌围岩压力计算方法,明确管片衬砌对采用TBM开挖的岩体隧道的支护机理。针对新街台格庙岩体隧道工程实例,计算不同支护条件下围岩变形及管片衬砌围岩压力,并通过数值模拟验证理论方法的合理性和有效性。结果表明:如果在掌子面开挖处开始进行支护,管片衬砌围岩压力将达到1.91 MPa,管片安全系数仅为0.76;如果在掌子面后4 m开始进行支护,安全系数将提升至1.25。建议距离掌子面12 m处开始进行支护,可将围岩压力降至0.24 MPa,管片衬砌具有较高的安全系数。     

新海铁路专用线设计方案的研究与探讨

新街矿区铁路专用线的修建将使蒙西地区的煤运通道连通成网,与区域路网协调统一,优化运输组织,提高运输效率。以地质、技术和经济条件等作为新街矿区铁路专用线线位方案研究比选的主要依据,对研究年度内该线的年度货运量进行预测,据此提出线路技术标准及运输组织方案,对新街矿区西侧方案、穿新街矿区方案和新街矿区东侧方案进行分析比较,提出推荐方案。     

新街矿区煤炭集疏运系统规划研究

鄂尔多斯新街矿区矿井分布于包西铁路两侧,新街站作为包西铁路通道内蒙古自治区鄂尔多斯境内最南端的中间站,现有车站规模已成为新街矿区矿井在站接轨修建专用线的主要瓶颈。通过对新街站现状的分析及周边矿井的产量预测,按照"统筹兼顾、系统思考、整体规划"的原则,对新街站辐射范围内需修建铁路专用线的矿井作统一考虑,形成新街地区煤炭集疏运系统的发展战略。     

浅析煤矿长斜井TBM法综合施工技术

对煤矿长斜井采用TBM法施工技术的可行性、斜井的技术参数选择、TBM的选型、始发站的设计、主要技术问题及对策进行了深入的探讨,这些技术对煤矿建井方案的选择与设计具有重要的指导意义。     

对乌鞘岭特长隧道斜井施工的思考

研究目的长大隧道采用增设辅助坑道、长隧短打的施工方法来缩短工期。本文以乌鞘岭特长隧道为例,阐述了斜井辅助坑道施工在长大隧道中的作用。重点说明了斜井辅助坑道的选型及不同斜井运输类型存在的问题,旨在为以后长大隧道采取斜井施工时提供一点经验。研究方法本文将乌鞘岭特长隧道的10#、11#两种不同形式的典型斜井施工方法作比较,将两者在实际施工中的应用和实际效果做类比,研究它们在特长隧道施工中的作用和利弊。研究结果通过10#、11#斜井实际的施工效果,可知两斜井在开设多个工作面辅助正洞施工方面优势相当,但10#无轨运输斜井综合利用指标略高于11#有轨运输斜井模式。研究结论长大隧道采用辅助坑道开设多个工作面,采取“长隧短打”的方法时,斜井是一种很好的辅助施工措施。但在确定斜井类型方案方面,则要综合全面考虑,解决好隧道施工“出碴、进料”两方面的问题。     

特厚层表土大直径深立井冻结法施工及关键技术研究

丁集矿主、副、风井穿过表土层厚度为530m，冻结深度达到565m，是21世纪初中国第一个表土埋深超过500m、冻结深度超过550m、掘进断面超过120m^2的特大型冻结矿井，地质条件极其复杂，冻结壁设计与冻结施工、井壁结构设计和井筒掘砌施工难度非常大。通过产、学、研相结合，组织科学研究和技术攻关，取得了多项原创性科研和施工成果，安全顺利、快速高效地施工了主、副、风井3个深立井冻结段，对淮南矿区和全国复杂特厚表土层新建深井具有重要意义。重点阐述丁集矿井冻结法施工攻克的关键技术和取得的施工成果。     

引汉济渭工程岭北TBM无扩大洞室刀盘边块更换技术

本文以陕西省引汉济渭工程岭北TBM施工段为依托,为解决TBM在狭小空间内较大部件更换维修困难难题,开展大直径TBM刀盘边块在狭小空间内更换技术研究。通过大量研究,创新性提出新刀盘边块更换方法——基坑法,即通过专用设备配合TBM固有性能,在无扩大洞室工况下完成刀盘边块更换。经岭北TBM刀盘边块更换实例证明,此方法操作简单、适用性高,尤其在狭小空间内更具有优越性,且能节省大量维修时间,有效提高施工工效,可为同类TBM施工提供有益借鉴。     

小直径TBM施工有轨运输技术

小直径隧道掘进机(TBM)施工中,其出渣方式及运输设备的选型配套直接制约着工程进度。结合那邦水电站引水隧道TBM施工实例,对小直径TBM施工有轨运输的轨道系统设计、运输车辆选型、设备配置组合情况进行了详细阐述。     

铁路TBM台班组成研究分析

掘进机(TBM)作为一种隧道特大型施工装备,愈发广泛的出现在我国铁路建设领域。为弥补目前铁路工程造价标准中有关TBM基价依据的空白,本文依托现行铁路工程造价标准体系,通过分析TBM特点给出了TBM台班费用组成,并结合高黎贡山隧道TBM和部分其他工程TBM资料计算了直径10mTBM台班各项费用组成,得到了直径10mTBM台班费用定额。为铁路建设项目合理确定TBM台班费用提供了参考。     

特长隧洞施工运输车辆调度控制系统

研究目的:根据青海省引大济湟调水总干渠引水隧洞工程采用双护盾TBM快速施工和长距离运输的特点,研究如何通过调度集中控制系统对隧洞内的有轨运输车辆实施远距离集中自动调度控制,从而保证隧洞内运输车辆安全、快速、连续、有效运转,提高运输效率。研究方法:在分析研究轨道施工运输特点和铁路信号闭塞设备的基础上,通过调度集中控制系统对隧洞内的有轨运输车辆实施远距离集中自动调度控制。确定了特长隧洞采用单线运输轨线,并根据进度目标所需的运输量及运输系统的能力,每隔一定里程设一固定会车站来完成运输作业。研究结果:总结了特长隧洞施工有轨运输车辆调度控制系统的设备组成、控制原理及车站联锁控制与道岔转换实现区间闭塞的技术;提出了列车进路控制和区间闭塞接发车控制两种控制模式,提出了采用光缆传输、计算机联锁、PLC控制的现场总线式分布控制系统的方案。研究结论:特长隧洞施工有轨运输车辆调度控制系统可极大地提高单线运输轨线的运输能力和效率。     

开敞式TBM在管涔山隧道施工的适应性研究

研究目的:根据朔准铁路穿越管涔山脉的关键控制性工程—管涔山隧道,受地形条件控制,不宜采用斜井,从而需对该隧道采用开敞式TBM施工的适应性进行研究。研究方法:结合隧道的地质、长度、断面、场地、运输组织等条件,研究TBM的适应性、施工方案、施工工期及施工风险。研究结果:管涔山隧道具备实施开敞式TBM条件。研究结论:(1)开敞式TBM能够适应管涔山隧道施工。(2)管涔山隧道可以采用TBM洞外组装、软岩地段矿山法施工、步行进洞后掘进施工方案或TBM洞内组装、直接掘进、软岩地段矿山法施工方案。(3)采用开敞式TBM施工最短工期为42.5月。(4)虽然可以采用开敞式TBM施工,但仍然存在一定的风险。     

竖井混凝土衬砌滑模设计及施工技术

在长大隧道竖井衬砌浇筑施工中,采用常规翻模法施工效率较低。秦岭终南山隧道通风系统竖井衬砌混凝土施工中采用滑模施工技术大大提高了施工效率。介绍了竖井滑模的结构及滑模施工技术,对今后竖井衬砌混凝土的快速施工有重要的借鉴意义。     

长大斜井快速施工关键技术

结合雪峰山隧道白沙斜井具有地质条件复杂、长度长、坡度陡、反坡排水、工作面多、施工组织难度大、施工风险多、较一般斜井施工困难等特点,通过对雪峰山隧道白沙斜井快速施工的关键技术进行总结和体会,阐述长大隧道快速施工问题的对策,以期为类似项目提供有益借鉴。