我國(guó)首座TBM施工煤礦斜井貫通

　　12月22日上午，我國(guó)第一座采用全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)TBM施工的煤礦斜井----神華神東補(bǔ)連塔礦2號(hào)副井順利貫通，這標(biāo)志著我國(guó)礦用斜井設(shè)計(jì)施工與裝備技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

　　記者從中國(guó)鐵建股份有限公司獲悉，12月22日上午，我國(guó)第一座采用全斷面隧道掘進(jìn)機(jī)TBM施工的煤礦斜井----神華神東補(bǔ)連塔礦2號(hào)副井順利貫通，這標(biāo)志著我國(guó)礦用斜井設(shè)計(jì)施工與裝備技術(shù)已經(jīng)達(dá)到世界先進(jìn)水平。

　　據(jù)悉，該技術(shù)填補(bǔ)了我國(guó)TBM在長(zhǎng)距離大坡度煤礦斜井建設(shè)領(lǐng)域的技術(shù)空白，開(kāi)創(chuàng)了煤礦斜井施工新模式，是煤礦建井模式的革命性變革，驗(yàn)證了TBM施工煤礦斜井的關(guān)鍵技術(shù)和理論，對(duì)促進(jìn)我國(guó)深層煤炭資源開(kāi)發(fā)具有重大意義。

　　隨著國(guó)家嚴(yán)格控制中東部地區(qū)煤炭資源開(kāi)發(fā)，以內(nèi)蒙古、新疆等西部地區(qū)為重點(diǎn)，中國(guó)此前已經(jīng)計(jì)劃建設(shè)十個(gè)左右億噸級(jí)能源基地，倡導(dǎo)綠色礦山、數(shù)字礦山建設(shè)，大力發(fā)展煤炭資源深加工產(chǎn)業(yè)。

　　然而，由于我國(guó)淺埋層煤炭資源開(kāi)發(fā)殆盡，待開(kāi)發(fā)的煤炭資源大多處于深埋層，地質(zhì)條件復(fù)雜，如果依然采用傳統(tǒng)的鉆爆法或凍結(jié)法進(jìn)行礦井開(kāi)拓，其施工進(jìn)度慢70~100米/月、造價(jià)和運(yùn)營(yíng)成本高、安全管理難度大、以及巷道成型質(zhì)量差等缺點(diǎn)已無(wú)法滿足現(xiàn)代化礦井建設(shè)需要。因此，建設(shè)長(zhǎng)距離大坡度的煤礦斜井是我國(guó)大型深煤層礦井工程的發(fā)展趨勢(shì)。

　　“十二五”期間，國(guó)家科技支撐計(jì)劃礦產(chǎn)資源高效勘探與開(kāi)發(fā)方向確定了“盾構(gòu)施工煤礦長(zhǎng)距離斜井關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”重點(diǎn)課題，并選取了神東補(bǔ)連塔煤礦斜井作為該項(xiàng)目的依托工程。

　　補(bǔ)連塔煤礦位于內(nèi)蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗，是我國(guó)優(yōu)質(zhì)煤炭資源重點(diǎn)區(qū)域，該區(qū)域煤炭總資源儲(chǔ)量超過(guò)200億噸，將規(guī)劃建設(shè)2~3個(gè)年產(chǎn)億噸級(jí)煤炭的現(xiàn)代化礦區(qū)。

　　如果按照傳統(tǒng)的煤礦斜井建井工法，月進(jìn)尺僅約100米。但如果使用TBM，其掘進(jìn)速度是傳統(tǒng)施工進(jìn)度的4~5倍。如果煤層埋深加大，斜井長(zhǎng)度就更長(zhǎng)，采用TBM施工進(jìn)度優(yōu)勢(shì)就會(huì)更明顯。同時(shí)，由于TBM掘進(jìn)同步實(shí)施管片襯砌，成井質(zhì)量高，設(shè)計(jì)壽命可達(dá)70年，礦井后期的運(yùn)營(yíng)及維護(hù)成本較傳統(tǒng)工法成型的斜井下降50%以上。

　　施工方中國(guó)鐵建十一局項(xiàng)目負(fù)責(zé)人張開(kāi)順在現(xiàn)場(chǎng)介紹，斜井工程自2015年6月11日掘進(jìn)以來(lái)，在開(kāi)挖直徑7.62米，-9.5%連續(xù)下坡，同步管片襯砌的工程條件下，創(chuàng)下最高月進(jìn)尺639米的世界紀(jì)錄，和連續(xù)4個(gè)月月進(jìn)尺超過(guò)500米的業(yè)績(jī)，僅用半年時(shí)間，順利貫通了2733米長(zhǎng)的神東補(bǔ)連塔礦2號(hào)副井。

　　設(shè)計(jì)方中國(guó)鐵建鐵四院神東項(xiàng)目設(shè)計(jì)總體負(fù)責(zé)人游龍飛表示，在工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，針對(duì)長(zhǎng)距離、大坡度斜井安全性和耐久性設(shè)計(jì)難題，研究提出了限壓排放的差異性防水結(jié)構(gòu)、能適應(yīng)地層變形的管片襯砌結(jié)構(gòu)等設(shè)計(jì)理念，通過(guò)實(shí)施斜井管片壁后分區(qū)域分類型注漿等技術(shù)方案，解決了長(zhǎng)距離、大坡度斜井的工程建設(shè)難題。

　　煤礦行業(yè)有關(guān)專家認(rèn)為，由于可實(shí)現(xiàn)帶式輸送機(jī)連續(xù)輸送，單個(gè)斜井巷道最大運(yùn)煤能力可達(dá)2000萬(wàn)噸/年，較同規(guī)格斜井巷道非連續(xù)輸送的運(yùn)煤能力高出近一倍。因此，斜井開(kāi)拓將是億噸級(jí)礦區(qū)的主要建井模式，同時(shí)也是我國(guó)大型深煤層礦井工程的發(fā)展趨勢(shì)。而在煤礦建井領(lǐng)域應(yīng)用TBM工法，對(duì)于推動(dòng)長(zhǎng)距離斜井安全優(yōu)質(zhì)高效施工意義重大。

　　中國(guó)鐵建副總裁夏國(guó)斌稱，中國(guó)鐵建和神華集團(tuán)依托國(guó)家科技支撐計(jì)劃“盾構(gòu)施工煤礦長(zhǎng)距離斜井關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”、“大直徑全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”和“長(zhǎng)距離大坡度斜井TBM關(guān)鍵技術(shù)研究”等項(xiàng)目支持，結(jié)合試驗(yàn)工程地質(zhì)條件進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)研究和科技攻關(guān)，開(kāi)展了TBM選型配置、斜向始發(fā)、斜井連續(xù)快速施工、地下原位拆解、數(shù)字化遠(yuǎn)程監(jiān)控、不良地段綜合處置、斜井結(jié)構(gòu)等課題研究，研究成果在神華神東補(bǔ)連塔煤礦斜井工程中得到了驗(yàn)證和成功應(yīng)用。中國(guó)鐵建旗下的中鐵十一局、中鐵建大橋局集團(tuán)、中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院、鐵建重工等在煤礦建井中從工程設(shè)計(jì)、裝備制造到工程施工實(shí)現(xiàn)了協(xié)同創(chuàng)新的重大突破，改變了我國(guó)乃至世界礦用斜井建設(shè)模式。

　　目前，盾構(gòu)/TBM已逐漸成為我國(guó)城市地鐵、鐵路隧道、引水隧洞等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重要設(shè)備，但盾構(gòu)/TBM在煤礦斜井等礦山建設(shè)工程領(lǐng)域的成功應(yīng)用卻長(zhǎng)期處于空白，研究先進(jìn)的礦井建設(shè)技術(shù)、提高煤炭開(kāi)發(fā)效率是我國(guó)資源開(kāi)發(fā)技術(shù)領(lǐng)域的重大課題。（陳澄）

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