全断面竖井掘进机上排渣关键技术研究与试验

为解决竖井掘进机施工过程中竖向排干渣的难题，提出全断面竖井掘进机上排渣技术。首先，介绍上排渣系统的技术原理和排渣能力；然后，针对岩渣粒径控制技术、刮板输送机刮渣技术、刮渣盲区清渣技术、斗式提升机转渣技术进行研究；最后，进行不同推力和转速等多种工况下的掘进试验。结果表明： 上排渣技术可行，岩渣粒径可控，排渣系统运转正常。全断面竖井掘进机上排渣技术，为竖井掘进机机械化连续排渣提供了一种可行可靠的方法，有利于促进竖井掘进施工技术的进步。     

隧道智能施工协同管控技术研究与应用

为解决隧道施工过程中外部环境感知、多装备协作和数据资源实时共享等问题，对隧道建造全工序进行研究并构建隧道智能施工协同管控技术。首先，研究智能感知技术，采用三维激光扫描技术实现隧道施工关键工序的环境智能感知，利用隧道掘进装备多源数据采集与存储技术实现多工序下的传感数据统一管理；然后，研究隧道内多机通信与协作技术，设计提出1种AP+Mesh的无线自组网方案，打通隧道内装备间数据交互的信息通道，并结合施工工序提出基于主从架构的多机协作方案；最后，从技术、部署和功能3个维度设计平台架构，实现调度管理、进度管理、风险预警、质量管理和装备管理5大系统功能。经过在渝昆高铁和黄黄高铁的实际应用，表明隧道智能施工协同管控技术可整合“人—机—岩”所有信息资源，实现隧道施工过程外部环境感知、数据采集存储和装备间协作管理；该技术各项功能满足施工需要，平台端施工建议参数或指令可直接下发至具备智能化功能的装备，指导各掘进装备按工序施工。     

上排渣式全断面竖井掘进机凿井技术与应用

为验证全断面竖井掘进机凿井技术的可靠性，依托宁海抽水蓄能排风竖井工程，解析上排渣式全断面竖井掘进机上排渣系统、开挖系统、姿态调整系统及井下动态实时监控系统等关键系统的设计及应用。应用表明： 1）在井壁上布置环向导水槽和优化掘进排渣参数，保证了竖井掘进机在凝灰岩含水地层的顺利通过； 2）采用前装刀设计满足使用要求，通过刀盘支地系统和刀具更换工装，实现了竖井掘进机前装刀的安全更换； 3）采用竖井掘进机独特的姿态调整方法，满足了井筒掘进的精度要求； 4）基于渣土称重和热成像原理，解决了粉尘环境下吊桶装渣的可视化作业； 5）采用基于UWB技术的竖井掘进机分层平面定位系统，实现了竖井作业区域内人员的实时定位。