煤矿复杂地层TBM掘进巷道新型装配式支护结构工程实践

TD263; TBM(Tunnel Boring Machine)全断面掘进机已在煤矿深井巷道掘进工程中成功应用,取得了显著的社会经济效益.但仍存在影响其进一步推广应用的技术瓶颈.针对当前支护结构与支护技术难以同时满足支护效率、支护强度和施工成本方面的要求,TBM难以充分发挥其速度优势的技术瓶颈,研究团队研发了新型钢管片型装配式支护结构.开展了新型装配式支护结构大比尺模型试验,获得新型支护结构在受载条件下变形破坏规律,根据试验结果优化新型支护结构型式.基于新型钢管片支护下TBM掘进巷道数值模拟评估新型支护结构可靠性.最后开展工业性试验,现场验证新型钢管片式支护结构用于煤矿TBM掘进巷道的可行性...

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Published in煤炭科学技术 Vol. 52; no. 9; pp. 68 - 75
Main Authors 唐永志, 唐彬, 程桦, 王传兵, 王要平
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 232001%安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001%淮南矿业(集团)有限责任公司,安徽淮南 232001 01.09.2024
安徽理工大学土木建筑学院,安徽淮南 232001
Subjects
tunnel excavation
fabricated support structure
complex strata
装配式支护结构
TBM掘进
Tunnel Boring Machine
TBM tunneling
全断面掘进机
巷道掘进
复杂地层
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ISSN0253-2336
DOI10.12438/cst.2024-0816

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Summary:TD263; TBM(Tunnel Boring Machine)全断面掘进机已在煤矿深井巷道掘进工程中成功应用,取得了显著的社会经济效益.但仍存在影响其进一步推广应用的技术瓶颈.针对当前支护结构与支护技术难以同时满足支护效率、支护强度和施工成本方面的要求,TBM难以充分发挥其速度优势的技术瓶颈,研究团队研发了新型钢管片型装配式支护结构.开展了新型装配式支护结构大比尺模型试验,获得新型支护结构在受载条件下变形破坏规律,根据试验结果优化新型支护结构型式.基于新型钢管片支护下TBM掘进巷道数值模拟评估新型支护结构可靠性.最后开展工业性试验,现场验证新型钢管片式支护结构用于煤矿TBM掘进巷道的可行性.试验结果表明,巷道围岩最大拉应变为803×10-6,钢管片支护结构变形量小于 1 mm.新型支护结构安装速度快,可在 90 min内掘进 1.5 m并完成一环管片的安装工作,显著提高了TBM掘进巷道的支护强度和TBM掘进作业线的地层适应性.为未来进一步提高煤矿巷道掘进速度、保障煤矿采掘接替提供技术参考.
ISSN:0253-2336
DOI:10.12438/cst.2024-0816