深部复杂条件煤矿巷道快速智能掘进关键技术与装备
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完成单位:陕西正通煤业有限责任公司
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-***
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
周长宽,朱昊,谢中辉,王永涛,何峰,樊凌云,曹梦炫,冯昌如,朱光辉,余茂清,王伟,董云俊,王伟澎,崔爱霞,庞威风,张锐,杨慈祥,王建平
项目概况
正通煤业作为彬长矿区埋深最大的矿井,冲击地压、瓦斯、水、火等多元灾害叠加,地质条件极为复杂。为了降低采掘扰动强度、满足灾害治理时间空间需求,矿井将大量开拓巷道、准备巷道、灾害治理巷道布置在岩层中,岩巷、煤巷掘进工程量大。灾害治理时间与空间的要求加之矿井高强度的开采,造成现有巷道掘进工艺无法满足工作面接续回采计划,矿井采掘接续严重失衡。传统掘进工法速度缓慢,作业环境恶劣,劳动强度大,掘进效率低,巷道掘进效率低下已经成为制约矿井、矿区安全稳定发展的重要因素,革新煤矿岩巷-煤巷巷道掘进工艺势在必行。
        由于TBM是隧道、地铁施工等跨界进入煤矿,诸多设计思路、设备结构和功能仍停留在浅岩阶段,系统复杂、功能冗余,进入煤矿后不能很好的适应井下条件,导致设备效能发挥受限。此外,煤矿巷道所经历的地质构造活动更为剧烈,具有特有的施工环境和复杂地质条件,面临断层破碎带和软弱夹层等,TBM适应性研发设计与智能掘进面临严峻挑战。
        掘锚一体化高效掘进技术在截割、支护、运输、控制、粉尘等技术全面优于综掘技术,掘支运平行作业时间由25%~35%增至50%~70%,月平均进尺达600~2500m,满足煤巷高效掘进的生产要求。然而,矿井生产地质条件和掘锚一体机组对掘进地质的适应能力决定了掘锚一体机组掘进效率的快慢。彬长矿区矿井生产地质条件复杂,灾害叠加严重,掘锚一体机组对掘进地质条件适应性较差。
        因此,开展深部复杂条件煤矿巷道快速智能掘进关键技术成套体系研究,针对煤矿岩巷掘进研发EQC6530、EQS4530、EQC6330、ZTT6330创新型TBM装备,开展煤矿特殊施工环境下TBM装备适应性研发设计与应用实践,形成了TBM 智能化掘进标准与技术体系;针对煤巷开展高应力强冲击矿井掘锚机组适应性评价与装备改造优化研究,形成掘锚同步、连续运输高效掘进系统配套技术体系。研究成果对于实现复杂地质条件煤矿巷道掘进进尺的快速增长,缓解矿井采掘接续矛盾、保证矿井安全高效生产、提升矿井经济社会效益意义重大。


