米度“矿用双护盾TBM导向系统”小半径螺旋状转弯项目应用

一位行业前辈曾经说过：

“井下本没有路，人再怎么走也不会有路。

说白了，TBM就是为了挖出一条井下的路，这里的路跟地铁、隧道差不多，也是为了辅助运输、行车运设备、瓦斯探巷等所用。

那么，在没有TBM之前，那些辅运巷道是怎么来的呢？

以前，辅运巷道的形成主要有炮掘和硬岩掘进机掘进两种工艺。相比较而言，TBM太高大上了，安全性更高，速度更快，一次性成巷质量更高。”

什么是TBM和双护盾TBM？

TBM（Tunnel Boring Machine），翻译过来就是全断面隧道掘进机。它集合了施工过程中的开挖、支护、出渣、注浆、导向等多种功能，且能根据不同地质情况调整掘进模式和速度，与传统工艺相比，具有掘进速度快、施工质量好、安全程度高、环境影响小、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工；

国内一般将硬岩隧道掘进机简称为TBM，所以TBM主要应用在硬岩环境；将软土地层掘进机称为盾构机。

TBM技术现已广泛应用于水利水电、隧道交通、矿山开采、市政国防等隧道工程中。

TBM又可分为双护盾TBM（掘进的同时构建隧道支撑性管片）、单护盾TBM（只有前护盾，没有可伸缩护盾）、敞开式 TBM（开挖隧道时不需要铺设管片）。

目前煤矿岩巷掘进大多采用传统的钻爆法施工，平均月进尺在100m左右；该施工方法工序复杂、进度慢、安全隐患多、施工人员多。随着我国煤矿建井技术的提升，部分矿井岩巷采用了矿用双护盾TBM工艺施工掘进，与传统工艺相比，克服了矿山法隧道内工作环境潮湿、作业条件艰苦、粉尘和炸药废气等一系列难题，从掘进速度、施工成本、安全和质量等方面都有明显提升。

煤矿岩巷掘进的特点

1. 围岩特征：煤田均属于沉积矿床，因此围岩以灰岩、泥岩、砂岩、页岩、煤等5种沉积岩类为主，其节理裂隙非常丰富，强度较低，这些岩石对支护不利，但对开拓掘进是有利的。

2. 设备、器材：由于煤在成岩过程中，一些有机物在腐化变质时产生了大量的可燃性气体（瓦斯），这些气体的存在使得煤矿岩巷掘进变得更为复杂了，使井下所用的设备、器材的选型受到了很多的限制，对凿岩机具、装药运输设备、爆破器材等性能的发挥产生了严重影响。这是制约煤矿岩石巷道掘进速度的重要因素。

二、项目情况

项目基本信息

双护盾TBM适用灵活的转弯巷道掘进，但由于双护盾TBM结构的影响对所搭载的自动导向系统要求极高，主要存在测量困难：

1. 前盾与撑紧盾通过球形铰接，相对空间自由度较复杂

2. 前盾与撑紧盾间空间狭小

3. 掘进粉尘、震动较大

而本项目的小半径螺旋状转弯更是直接加大了对导向系统的产品能力的要求。

三、项目应用

本项目采用了米度测量研制的第三代矿用双护盾TBM导向系统，能够准确测量出前盾与支撑盾相对于设计线路的位置姿态，为TBM处于最佳的位置姿态提供了直观的引导指示。

通过本项目的小半径螺旋状转弯案例成功应用为后续TBM类似施工工艺提供了丰富的技术积累，同时也证明了米度双护盾TBM导向系统的产品能力；本方案的成功应用是米度公司多项专利技术旨为客户深度服务，通过自主化核心技术解决行业难题的体现。

四、米度矿用双护盾TBM导向系统介绍

精准可靠的双护盾TBM导向

MKG-MD系统是针对双护盾TBM自主研制的导向系统，能够准确测量出前盾与支撑盾相对于设计线路的位置姿态，为掘进机处于最佳的位置姿态提供了直观的引导显示。

在双护盾施工中由于小半径转弯的需求以及小直径掘进机的设计越来越广泛，前盾与支撑盾之间的测量通道逼仄，并且存在大量粉尘，对于视觉测量条件较差，对此米度研制了多个针对性解决方案，可适用于各种结构的双护盾掘进机。系统硬件专为TBM恶劣环境开发，整套系统并已获取国家煤矿安全认证及整机装置关联试验认证。

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