全国首台立井煤矿全断面硬岩掘进机TBM使用报告VIP专享VIP免费

全国首台立井煤矿全断面硬岩掘进机TBM使用报告【摘要】2015年3月12日，煤矿用全断面硬岩掘进机（TBM）作业线在淮南矿业集团张集矿1413A高抽巷实现安全贯通，圆满完成了安装、始发、掘进、贯通的各项进程。【关键词】煤炭；掘进机；首台淮南矿业集团张集矿1413A高抽巷是世界上首次在立井煤矿巷道掘进中使用全断面硬岩掘进机（TBM）的机械化作业线，是国家发改委煤炭产业升级项目。项目于2012年开始组织研发、设计、制造、安装、施工，此次巷道安全贯通，标志着世界首台立井煤矿全断面硬岩掘进机（TBM）作业线试验成功。全断面硬岩掘进机（TBM）在张集矿首次应用，集团公司上下重视，安排人员全过程跟综，及时掌握设备可操性、工艺性、维护保养、材料备件消耗、安全防护等方面优点和不足，为岩巷快掘机械化积累经验。下面就全断面硬岩掘进机（TBM）使用情况汇报如下：1工作面的基本情况1.1工程概况1.1.1巷道概况1413A高抽巷设计总长为1598m。炮掘队于2013年10月份，从西二1煤回风下山拨门已施工458m（其中包含全断面岩巷掘进机（TBM）组装硐室长度为56m），从1413A切眼拨门已施工长度为436m，截止至2014年12月，1413A高抽巷剩余704m。根据生产需要，由716队采用全断面岩巷掘进机（TBM）继续从J11点前41m处，按照32°方位，2‰上山掘进。1.1.2支护形式设计及巷道断面规格1）支护形式：锚网支护。2）巷道断面：圆形断面，规格为：4530mm。1.2地质概况1.2.1掘进区段地层特征：巷道位于1煤层顶板，巷底距1煤顶板法距22.3～24.5m；巷道预计将揭露的主要岩性为粉细砂岩、中砂岩，顶板抗压强度25.67～134MPa。1.2.2掘进区段范围：巷道位于西二采区，东临西二1煤-536m一灰疏水巷，西临西二1煤采区1413A工作面轨顺、北至Fs866断层，南至西二1煤回风下山。1.2.3地质构造：掘进范围内煤岩层总体近似为一单斜构造，地层走向40～50°，倾向130～140°，倾角3.0～5.0°，平均4.0°。2全断面硬岩掘进机（TBM）基本参数2.1整机参数1）开挖直径：Φ4.53m2）主机长：约20m3）主机重：约250T4）设备总长：约45m5）总重：约350T6）设计最大推进速度：100mm/min7）接地比压：2.7MPa2.2全断面硬岩掘进机（TBM）主要结构2.2.1刀盘：分体结构，共两瓣，17“滚刀30把，承载250kN；刮刀52把。2.2.2支撑：6个护盾（1个顶护盾，2个侧上护盾，2个侧下护，1个底护盾），顶护盾与侧上护盾为指形护盾；如图1。2.2.3主驱动：整体式结构，总驱动功率：4×360kW=1440kW，变速变矩控制，转速0-10.6rpm，扭矩1132-2187kNm，脱困扭矩2500kNm。2.2.4大梁与撑靴：双水平撑靴结构（如图2）2.2.5配套5节拖车：放置设备（控制室、液压站、电控柜、水箱等），共5节G1～G5；行走方式为大梁牵引。2.2.6出渣系统：刀盘出渣铲斗，溜渣槽，一段皮带机，二段皮带机。一段皮带机为液压马达驱动，皮带宽度为650mm，带速2.5m/s，运量为350t/h。二段皮带机液压马达驱动，皮带宽度为650mm，带速2.5m/s，运量为350t/h。3全断面硬岩掘进机（TBM）使用情况3.1总体使用情况全断面硬岩掘进机（TBM）于2014年10月26日开始陆续入井，2015年1月6日组装调试完工，在张集矿1413A高抽巷开始掘进，2015年3月12日该面安全贯通，用时52天，累计进尺704米，最高日进尺30.7米，平均日进尺13.5米。3.2设备的综合表现3.2.1设备操作方面全断面硬岩掘进机（TBM）每个循环行程1.50m，当一个循环结束时，停止掘进，刀盘后退30～50mm，放下主机后支撑腿，将主机支撑牢固后，收回前后两侧水平撑靴，前移撑靴一个循环的距离，然后根据导向系统提供的主机位置参数进行全断面硬岩掘进机（TBM）调向，调向完成后将两水平撑靴伸出至一定压力，收回后支撑离地大约50-100mm。通过拖拉油缸拖后配套并前移一个循环的距离后，即可接着进行下一个循环的掘进作业。上述所有动作的实现都是在操作室内计算机上完成，实现了可视化，自动化操作，技术先进，控制精度高。3.2.2施工工艺、质量等方面全断面硬岩掘进机（TBM）利用带有滚刀的刀盘挤压将岩石剥落成小块岩石，通过刀盘铲刀将岩石碎块带到刀盘中心的溜渣槽，然后落到一段转载机、二段转载机，再经后配套胶带输送机运出；迎头的...