矿用硬岩巷道机械化掘进破岩形式研究现状及展望

硬岩巷道快速掘进是实现煤矿智能高效开采的重要环节,悬臂掘进机、TBM和底切割装备都在尝试解决这一难点,掘进技术和装备的发展直接影响采矿的安全生产和经济效益。首先,总结了悬臂掘进机在硬岩截割工况的适用范围和截齿消耗现状,分析截割破岩形式的现场试验,发现在较高的岩石强度条件下,截齿消耗量较正常磨损翻倍,掘进速度与开采速度的不匹配,严重制约了矿井生产。其次,分析了滚刀破岩形式和装备在矿山领域的应用和新产品现状,得出移动式矿用掘进设备采用滚刀挤压破岩,块状渣土少,粉末多,刀盘推力小,导致破岩能力不足。最后,分析了线性底切割破岩技术和非线性底切割技术的原理和装备研发现状。结果表明:随着振荡频率的提高,切削力显著降低,非线性底切割破岩单位体积消耗能量少,优势明显。但在硬岩条件下的掘进效率、设备稳定性等关键问题有待验证,非线性底切割技术有望突破未来矿山硬岩掘进的技术难题。

极硬岩地层小直径盾构破岩形式设计与应用

盾构机的破岩性能将直接影响其施工效率与经济性,而合理的破岩形式是提升盾构破岩性能的关键。依托韩国Gwangyang-Yeosu海底电缆隧道穿越的地层条件、盾构隧道规格等情况,在结合对泥水平衡盾构机两种主流破碎形式特性类比的基础上,选定了小直径泥水平衡盾构机的破岩形式。随后基于现有的破岩理论研究成果,分别对选定的盾构机刀盘及锥式破碎机结构进行针对性设计和破岩性能研究分析,并将分析结果应用于工程实际;实践表明,设计选定的破岩形式满足目标工程施工需求,能为今后类似工程的盾构破岩形式设计选型提供一定的借鉴和参考。