长斜井煤矿TBM施工灾害风险预警模型

为提高长斜井煤矿TBM施工风险分析模型可靠度,实现动态预警。首先构建风险评估指标体系,确立一般风险、显著风险、高度风险、极其危险四个等级分类标准。然后利用中智集、熵权法和加权集成算子建立灾害风险预警分析模型。最后对神华集团相关长斜井煤矿TBM施工风险进行实例分析。该项研究对进一步丰富长斜井煤矿TBM施工风险预警方法起到一定的促进作用。

大坡度斜井TBM溜渣试验研究及TBM优化设计

对山东文登抽蓄电站TBM渣片粒径、含水率、溜渣临界倾角等因素进行分析,对山东文登抽蓄电站TBM渣片粒径重新级配,开展利于出渣的渣片最优级配研究。基于试验结果,对斜井TBM刀盘、刀具布置、喷水及掘进参数进行优化,使斜井TBM出渣的粒径分布与含水率满足斜井自溜出渣的要求。研究结果对斜井TBM优化设计及掘进管理具有参考意义。

TBM滚刀破岩效果及新型刀具的应用研究

TBM滚刀磨损是影响TBM掘进效率和施工成本的重要因素,不同刀刃刃形的破岩效率和磨损均会有所不同。本文对楔形弧刃滚刀的破岩机理进行了分析,建立了滚刀法向切削力计算模型,分析了滚刀刀刃角对法向切削力的影响;继而设计了3种不同刀间距、3种不同刃形滚刀,并进行了室内滚刀破岩试验。试验结果表明:刀间距15 mm为合理刀间距;尖刃滚刀最易磨损,齿刃比弧刃滚刀破岩效果好,破岩效率相对较高且耐磨损。结合工程现场实际情况,研发了一种新型齿刃楔形刀具,并应用到工程现场TBM斜井掘进。应用情况表明:新型齿刃楔形刀具比两种常规刀具的磨损量减少20%,刀具寿命有所提高。新型齿刃楔形刀具的研发和成功应用,解决了斜井TBM掘进刀具的较大磨损和频繁更换问题,为TBM长距离斜井掘进提供了技术支持,缩短了掘进工期,节约了施工成本。

抽水蓄能电站地下洞室开挖设备选型及TBM技术研究

抽水蓄能电站地下洞室开挖装备和技术的发展直接关系到电站运营的安全和投产效率。其开挖机械设备也经历了风动钻机、多臂台车等阶段,传统机械设备无法满足重大工程对施工效率、社会效益、安全性等方面的要求。基于此,在对抽水蓄能电站地质和施工条件研究的基础上,提出抽水蓄能电站用TBM开发关键技术,针对交通洞&通风安全洞、排水廊道、引水斜井等工程,从TBM设备选型、小半径转弯技术、大坡度斜井安全措施、大坡度出渣技术等方面开展了针对性设计技术研究。通过山东文登抽水蓄能电站新型TBM工法的成功应用,新型TBM工法可以提高地下洞室开挖的效率和安全性,具备推广应用前景。

基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解

对TBM斜井围岩应力场和渗流场进行耦合分析,基于统一强度理论对斜井围岩进行弹塑性力学研究,考虑中间主应力、侧压力系数、斜井倾角和渗流作用的影响,推导出TBM斜井衬砌和围岩中应力、位移解析表达式及塑性区半径计算式。结合工程实例计算分析,结果表明考虑中间主应力作用时,围岩自身稳定性得到增强;在二向非等压状态下,围岩侧压力系数、斜井倾角和渗流作用会对围岩塑性区分布和应力大小产生不同程度的影响。研究结果为渗流条件下TBM斜井施工及安全性评价提供了理论依据,具有工程参考意义。