我國首座TBM施工煤礦斜井貫通

　　12月22日上午，我國第一座采用全斷面隧道掘進機TBM施工的煤礦斜井----神華神東補連塔礦2號副井順利貫通，這標志著我國礦用斜井設計施工與裝備技術已經(jīng)達到世界先進水平。

　　記者從中國鐵建股份有限公司獲悉，12月22日上午，我國第一座采用全斷面隧道掘進機TBM施工的煤礦斜井----神華神東補連塔礦2號副井順利貫通，這標志著我國礦用斜井設計施工與裝備技術已經(jīng)達到世界先進水平。

　　據(jù)悉，該技術填補了我國TBM在長距離大坡度煤礦斜井建設領域的技術空白，開創(chuàng)了煤礦斜井施工新模式，是煤礦建井模式的革命性變革，驗證了TBM施工煤礦斜井的關鍵技術和理論，對促進我國深層煤炭資源開發(fā)具有重大意義。

　　隨著國家嚴格控制中東部地區(qū)煤炭資源開發(fā)，以內蒙古、新疆等西部地區(qū)為重點，中國此前已經(jīng)計劃建設十個左右億噸級能源基地，倡導綠色礦山、數(shù)字礦山建設，大力發(fā)展煤炭資源深加工產(chǎn)業(yè)。

　　然而，由于我國淺埋層煤炭資源開發(fā)殆盡，待開發(fā)的煤炭資源大多處于深埋層，地質條件復雜，如果依然采用傳統(tǒng)的鉆爆法或凍結法進行礦井開拓，其施工進度慢70~100米/月、造價和運營成本高、安全管理難度大、以及巷道成型質量差等缺點已無法滿足現(xiàn)代化礦井建設需要。因此，建設長距離大坡度的煤礦斜井是我國大型深煤層礦井工程的發(fā)展趨勢。

　　“十二五”期間，國家科技支撐計劃礦產(chǎn)資源高效勘探與開發(fā)方向確定了“盾構施工煤礦長距離斜井關鍵技術研究與示范”重點課題，并選取了神東補連塔煤礦斜井作為該項目的依托工程。

　　補連塔煤礦位于內蒙古鄂爾多斯市伊金霍洛旗，是我國優(yōu)質煤炭資源重點區(qū)域，該區(qū)域煤炭總資源儲量超過200億噸，將規(guī)劃建設2~3個年產(chǎn)億噸級煤炭的現(xiàn)代化礦區(qū)。

　　如果按照傳統(tǒng)的煤礦斜井建井工法，月進尺僅約100米。但如果使用TBM，其掘進速度是傳統(tǒng)施工進度的4~5倍。如果煤層埋深加大，斜井長度就更長，采用TBM施工進度優(yōu)勢就會更明顯。同時，由于TBM掘進同步實施管片襯砌，成井質量高，設計壽命可達70年，礦井后期的運營及維護成本較傳統(tǒng)工法成型的斜井下降50%以上。

　　施工方中國鐵建十一局項目負責人張開順在現(xiàn)場介紹，斜井工程自2015年6月11日掘進以來，在開挖直徑7.62米，-9.5%連續(xù)下坡，同步管片襯砌的工程條件下，創(chuàng)下最高月進尺639米的世界紀錄，和連續(xù)4個月月進尺超過500米的業(yè)績，僅用半年時間，順利貫通了2733米長的神東補連塔礦2號副井。

　　設計方中國鐵建鐵四院神東項目設計總體負責人游龍飛表示，在工程設計過程中，針對長距離、大坡度斜井安全性和耐久性設計難題，研究提出了限壓排放的差異性防水結構、能適應地層變形的管片襯砌結構等設計理念，通過實施斜井管片壁后分區(qū)域分類型注漿等技術方案，解決了長距離、大坡度斜井的工程建設難題。

　　煤礦行業(yè)有關專家認為，由于可實現(xiàn)帶式輸送機連續(xù)輸送，單個斜井巷道最大運煤能力可達2000萬噸/年，較同規(guī)格斜井巷道非連續(xù)輸送的運煤能力高出近一倍。因此，斜井開拓將是億噸級礦區(qū)的主要建井模式，同時也是我國大型深煤層礦井工程的發(fā)展趨勢。而在煤礦建井領域應用TBM工法，對于推動長距離斜井安全優(yōu)質高效施工意義重大。

　　中國鐵建副總裁夏國斌稱，中國鐵建和神華集團依托國家科技支撐計劃“盾構施工煤礦長距離斜井關鍵技術研究與示范”、“大直徑全斷面硬巖掘進機關鍵技術研究及應用”和“長距離大坡度斜井TBM關鍵技術研究”等項目支持，結合試驗工程地質條件進行關鍵技術研究和科技攻關，開展了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)字化遠程監(jiān)控、不良地段綜合處置、斜井結構等課題研究，研究成果在神華神東補連塔煤礦斜井工程中得到了驗證和成功應用。中國鐵建旗下的中鐵十一局、中鐵建大橋局集團、中鐵第四勘察設計院、鐵建重工等在煤礦建井中從工程設計、裝備制造到工程施工實現(xiàn)了協(xié)同創(chuàng)新的重大突破，改變了我國乃至世界礦用斜井建設模式。

　　目前，盾構/TBM已逐漸成為我國城市地鐵、鐵路隧道、引水隧洞等基礎設施建設的重要設備，但盾構/TBM在煤礦斜井等礦山建設工程領域的成功應用卻長期處于空白，研究先進的礦井建設技術、提高煤炭開發(fā)效率是我國資源開發(fā)技術領域的重大課題。（陳澄）

來源：一財網(wǎng)

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