一、塔山矿主平峒TBM掘进技术初探(论文文献综述)
加尔恒·多那依[1](2019)在《浅谈TBM隧洞掘进施工现场安全管理》文中进行了进一步梳理文章以新疆某隧洞工程为背景,分析了TBM掘进施工应该注意的事项,提出TBM隧洞掘进施工现场安全、防火、防电、地下水处理和环保等各项工作的具体技术要求,运用系统工程理论,结合现场施工过程中的安全生产管理,总结TBM隧洞掘进施工安全管理措施。
杨生华,芮丰,蒋卫良,张世洪[2](2019)在《煤矿全断面岩巷掘进机开发应用与发展》文中认为为了解决煤矿开采中岩石巷道快速掘进问题,提出应研制高效智能的全断面岩巷掘进机。煤矿全断面岩巷掘进机是集全断面连续截割、支护技术、自动定位、无线遥控技术、快速装运和机械除尘等功能,实现掘、支、运一体化的快速岩巷掘进的装备。它不仅能够提高煤矿建井速度,而且能够实现煤矿高产高效安全集约化生产,为煤矿科学开采、绿色开采和可持续发展创造了条件。详细介绍了20世纪80年代我国煤矿岩巷掘进中全断面岩巷掘进机国产化工程和产品的应用情况,以及21世纪的煤矿全断面岩巷掘进机发展、应用和趋势,指出国产化、煤矿化和专业化是煤矿全断面岩巷掘进机的发展方向,产品成套化、系统化、系列化、自动化、智能化和市场化是发展趋势,煤炭精准开采、化学开采和新能源的发展是新的应用要求,可为数字煤矿和智慧煤矿及煤炭革命打下基础,对我国深层煤炭资源开发具有重大意义。
杨皓博[3](2018)在《软岩平硐TBM施工围岩稳定性控制研究》文中认为开挖扰动作用下巷道围岩失稳与卸荷易诱发掘进工作面岩体大范围冒落,甚至导致围岩动力灾害,严重制约现场安全高效掘进。TBM(Tunnel Boring Machine)全断面掘进技术因其安全、高效、优质、快捷和有利于围岩稳定性等诸多优点,将是保障大型煤炭生产基地工程建设的首选工法之一,对保障安全开挖具有重要意义。论文以神华新疆能源有限责任公司涝坝湾煤矿副平硐TBM施工为工程背景,采用现场勘察、理论分析、物理模拟实验、数值计算和工程应用等方法与手段,开展了软岩施工条件下副平硐围岩稳定性控制研究。通过现场勘察、岩石力学实验与理论分析,较全面分析了穿越石门子水库位置前后距离约120m泥质岩层地质情况,研究表明岩土赋存特征复杂、松散易风化、层状软弱、围岩破坏和失稳类型具有多样性与复杂性,掘进过程中易导致动力学灾害;通过构建平硐TBM施工物理相似模型实验,揭示开挖扰动作用下岩体变形、破坏冒落、动态压实和失稳致灾演化过程机制;借助三维有限差分数值计算方法,揭示副平硐掘进过程中覆岩时空演化特征,研究表明随着平硐TBM持续推进,顶板处沉降量最大、破坏区范围最广,分析未支护与管片支护条件下巷道顶板沉降量,得出随着掘进的持续深入,管片支护后的沉降量平均较未支护状态下巷道沉降量降低50%,应力峰值减小且呈线性分布。优化管片支护参数,结合TBM施工管片支护条件下工程实例,基于SIR-20地质雷达对管片支护区域进行扫描监测,监测显示壁后填充固结围岩支护密实程度良好,经管片支护有效地控制了顶底板弹-塑性影响范围,采用管片加壁后注浆支护,确保管片支护范围内围岩紧密连续,支护效果达到预期目标,控制效果良好,实现了安全掘进。本研究对软岩平硐TBM施工条件下巷道围岩稳定性和管片加壁后注浆支护技术研究具有重要的科学意义和借鉴价值。
王拓[4](2018)在《西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩相互作用机理研究》文中研究表明当前我国正在大力发展交通和水利建设,西藏地区交通落后,但水利资源丰富,西藏多雄拉隧道是西藏林芝市派镇到西藏林芝市墨脱县农村公路的重要组成部分。因为TBM工法掘进效率高,对环境影响小,多雄拉隧道采用双护盾TBM掘进。西藏多雄拉隧道是国内首个采用双护盾TBM掘进的公路隧道,探究西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进具有十分重要的意义,也能够为雅鲁藏布江后续的水力资源开发积累宝贵的经验。本文从现场勘察和试验、岩石物理力学试验、室内模型试验和数值模拟分析等方面对西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩作用机理做了一定研究。(1)本文通过现场勘察和试验,分析隧址区地质条件,以及地下水和围岩条件,为探究双护盾TBM掘进情况奠定了基础;分析了双护盾TBM护盾摩阻力和隧道围岩变形,得到了影响西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进的影响因素。(2)通过在西藏多雄拉隧道现场取样,进行了岩石的物理力学试验。测试岩石在三向受力状态下以及三轴加卸载状态下的物理力学性能,模拟实际隧道开挖岩石的受力状态以及开挖卸荷对围岩的影响,得到了围岩的物理力学参数等,为后续模型试验和数值模拟奠定了基础。(3)在隧道围岩和管片之间存在豆砾石填充层,为了探究豆砾石填充层对隧道围岩及管片的影响,本文根据西藏多雄拉隧道实际掘进过程,进行了室内模型试验,根据相似理论计算出围岩模型配比,模拟刀盘进行隧道掘进,掘进完成后安装管片并进行豆砾石的回填,得出并分析了豆砾石填充层在TBM掘进过程中的作用。(4)通过有限差分软件FLAC3D,建立管片-豆砾石填充层-围岩模型,分析豆砾石填充层对隧道管片及围岩的影响;建立TBM护盾-围岩模型,分析影响掘进效率的TBM护盾摩阻力,验证了理论计算的合理性。
刘颖超[5](2018)在《斜井TBM滚刀破岩机理及刀具磨损研究》文中提出滚刀破岩效率和刀具磨损是长距离、大埋深斜井TBM掘进过程中两大突出难题。对TBM滚刀破岩过程中滚刀受力、破岩效率、刀具设计以及刀具磨损等相关问题的研究具有非常重要的理论和现实意义。本文以神东补连塔煤矿和神华新街台格庙煤矿TBM斜井工程为依托,采用理论分析、离散元数值模拟、室内相似模型试验、磨蚀性试验和现场原位试验的方法,针对TBM斜井掘进过程中滚刀破岩机理、破岩效率影响因素、刀型设计及刀具磨损等问题进行系统性研究。主要研究内容和结论如下:1.建立了楔形弧刃滚刀破岩法向切削力计算模型。对楔形弧刃截面滚刀的破岩力进行分析,基于滚刀破岩挤压及剪切破碎共同作用机理,建立了滚刀破岩法向切削力计算模型,并结合现场工程数据验证了其有效性;对影响滚刀法向切削力参数进行分析,得到刀刃参数圆弧半径和刀刃角对滚刀破岩法向切削力的影响规律。圆弧半径增大,则滚刀与岩石挤压破坏区域接触面积增大,破岩法向切削力相应增大;滚刀刀刃角是影响岩石剪切破碎效果的关键参数,当刀刃角设置过大时,仅发生挤压作用,滚刀推力变化较大,故应设置合理的刀刃角,增大剪切作用效果。楔形弧刃滚刀破岩法向切削力计算模型的建立和刀刃参数分析为刀型设计提供了参考。2.获得了影响楔形弧刃滚刀破岩效率的最优刀间距和最佳贯入深度。以神华新街台格庙矿区为工程背景,采用离散元PFC2D数值模拟方法,对楔形弧刃滚刀破岩过程中贯入度、刀间距对岩石裂纹扩展的影响进行分析,并以比能耗为指标对滚刀破岩参数进行优化。针对神华新街台格庙矿区的岩石特性,采用楔形圆弧刀刃滚刀破岩的最优刀间距为100mm,最佳贯入深度为10mm。为刀具的应用提供参考。3.研发了新型TBM滚刀破岩模型试验台。基于中国矿业大学(北京)城市地下工程实验室研制的城市地下工程试验系统,设计并建立了一套TBM可变刀间距多滚刀协同作用回转破岩试验系统。将自主设计的盘型滚刀刀盘安装在盾构头部,并添加力-扭矩传感器,通过滚刀自转和跟随刀盘公转受推力和扭矩共同作用旋转切削岩石进行滚刀破岩试验,基于该系统研究了贯入深度、刀间距、刀刃型等因素对TBM滚刀破岩效率的影响规律。通过进行不同刀间距滚刀破岩试验,得出刀间距15mm时,破岩量最大,破碎块最合理,破岩比能耗最低。通过尖刃、弧刃、齿刃楔形三种刀刃类型滚刀破岩试验对比,发现尖刃滚刀破岩率最高,比能耗最低,最易磨损;齿刃楔形滚刀的破岩率优于弧刃滚刀破岩率,比能耗低于弧刃滚刀,破岩效率相比较高。研究结果为工程现场刀具设计提供一定的借鉴作用。4.提出了一种精确测量破岩体积的新方法,引入破岩率的概念评估刀间距的合理性。基于超高速线激光3D轮廓测量系统,建立了一种精确测量破岩体积的新方法。基于该方法引入破岩率的概念,即滚刀破岩体积3D扫描实测值占理论估算值的百分比,将其作为判断滚刀最优刀间距的依据。刀间距过大则破岩率低于50%,刀间距过小则破岩率为50%70%,最优刀间距时破岩率接近100%,达到理想最大破岩量。5.阐明了刀具的掘进方向与岩层倾向存在夹角时加速刀具磨损的机理。对神东补连塔地区煤矿斜井TBM掘进段不同深度围岩进行岩石成分分析和磨蚀性试验,结合现场刀具磨损情况进行分析。结果表明:神东补连塔地区岩石CAI值与等效石英含量相关性最强,CAI值随等效石英含量增加而增大;钢针划过粉砂岩、中砂岩、层状细砂岩呈现出三种不同的破坏形式,分别为细颗粒磨蚀、粗颗粒磨蚀和倾斜磨蚀,其中层状细砂岩裂纹扩展最明显;CAI值越大,划痕深度越小,钢针磨蚀越大,刀具磨损也越严重。刀具磨损形式与钢针划过岩石磨损形式具有一致性,当钢针划过层状细砂岩时容易发生倾斜偏磨,因而刀具掘进层状细砂岩时,掘进方向与岩层倾向有夹角,易出现倾斜磨蚀现象,加速刀具的磨损。6.研发了新型滚刀,成功地应用到斜井TBM连续下坡掘进工程,解决了斜井TBM下穿掘进过程中刀具耐磨性较差的问题。基于现场滚刀磨损和掘进参数分析,给出开舱换刀的参考标准。基于理论分析和试验结果设计研发了新型滚刀,并应用到工程现场斜井TBM连续下坡掘进工程,基于现场刀具磨损和掘进参数,对TBM在掘进施工中刀具磨耗进行预测分析。结果表明:在相同地质条件下,新型刀具耐磨性能比普通刀具提高了20%以上,新型刀具可减少换刀次数,提高掘进效率;边刀磨损量总体大于正面刀,刀具的磨损程度与其切削速度和岩石的耐磨性有关;当预测速度和实际速度之差大于18mm/min时,认为刀具严重磨损,可作为开舱换刀的参考标准。新型刀具的研发、应用以及现场刀具磨损预测成功地解决了斜井TBM下穿掘进过程中刀具较大磨损和频繁更换问题,为长距离下穿斜井TBM施工提供了技术支持,最大限度的节约了掘进工期和施工成本。
刘璐璐[6](2017)在《基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解及试验研究》文中指出近年来,随着煤矿开采技术的发展,矿井开采深度日益增大,煤矿产能不断提高,开采过程中遇到的各种问题逐渐增多,斜井开拓逐渐成为提高矿井产能的主要提升方式;TBM施工以其高效、优质、安全等优点逐渐成为斜井建设的重要手段。进行长距离、大埋深TBM斜井施工是我国煤炭建设中的一大挑战,施工过程中会遇到多种不可预测的问题,对长距离斜井开挖后围岩稳定性进行研究,对工程安全具有重要意义,但现有相关研究较少,是目前亟待解决的问题。本文针对TBM斜井建设中遇到的大坡度、大埋深、穿越复杂地层等问题,以神华新街能源公司台格庙矿区TBM斜井工程为依托,采用理论、数值模拟和模型试验相结合的方法,对衬砌-围岩相互作用下的TBM斜井围岩和衬砌力学特性的变化规律进行系统研究;穿越富水地层时,需考虑地下水的渗流作用,文中对渗流影响下斜井围岩进行了力学分析和弹塑性理论推导。主要进行了以下工作:(1)基于统一强度理论对TBM斜井围岩进行弹塑性理论求解结合坐标转换原理,建立TBM斜井横断面内弹塑性力学分析模型;基于统一强度理论推导出两向非等压应力场中围岩塑性区半径、围岩应力及位移的解析计算式。参考神华新街能源公司台格庙矿区TBM斜井工程的实际勘察资料,进行计算和参数分析,深入研究中间主应力影响参数、斜井倾角、原岩侧压力系数和衬砌与围岩弹性模量比等因素对斜井横断面内围岩塑性区半径、弹塑性区应力及塑性区径向位移的影响规律。计算结果表明考虑中间主应力作用时,围岩自稳能力增强;围岩侧压力系数、斜井倾角和衬砌与围岩的弹性模量比均会对围岩塑性区范围及围岩应力、位移产生不同程度的影响;衬砌与围岩的弹性模量比越大,衬砌支护力也越大。研究结果为类似条件下的TBM斜井施工及安全性评价提供了理论依据,具有一定的工程参考意义。(2)考虑渗流影响的TBM斜井围岩弹塑性解对TBM斜井围岩的应力场和渗流场进行耦合分析,建立斜井横断面内弹塑性力学分析模型;基于统一强度理论和非关联流动法则推导出考虑渗流和剪胀作用的TBM斜井围岩弹塑性解,深入研究渗流作用和剪胀角对塑性区半径和围岩应力、位移的影响规律。与无渗流影响的计算结果进行对比,结果表明地下水的渗流作用对围岩力学特性的影响不可忽略;剪胀角对围岩塑性区径向位移有显着影响,对塑性区半径的影响相对较小,对围岩应力的影响不明显。(3)TBM斜井围岩应力和位移变化的数值模拟计算采用FLAC3D计算软件对不同埋深下斜井衬砌和围岩进行模拟计算,得到侧压系数、倾角、衬砌-围岩弹模比和埋深对竖直断面内围岩塑性区范围、应力和位移的变化规律。对计算模型进行切片处理,得到斜井横断面的应力、位移分布规律,并将数值计算结果与理论计算结果进行对比分析,结果表明两者所得结论高度一致。(4)斜井围岩位移和衬砌内力变化的模型试验研究以顶部逐级加载的方式来模拟斜井埋深的变化,通过大型室内相似模型试验,对不同荷载条件下衬砌管片内力和围岩径向位移的变化进行研究,得到斜井围岩径向位移、管片结构不同位置处内力随着竖向加载值的变化规律。采用不同材料制作衬砌管片结构进行模型试验,得到不同材料管片结构对围岩位移的影响及其自身内力的变化情况;将试验结果与文中的理论计算结果进行对比分析和验证。结果显示,随着竖向荷载值的增大,围岩径向位移逐渐增大,且竖直方向围岩的位移明显大于水平方向围岩的位移;管片轴力和弯矩同样随着荷载的增大而增大。管片中各处轴力均为压应力,且拱腰处轴力最大,而顶部轴力最小;管片顶部和底部为正弯矩,拱腰处为负弯矩。将数值计算所得衬砌内力值与试验测得结果进行对比,二者所得结论一致。通过分析不同位置处管片内力值,发现管片接头位置对其内力的影响不显着。实际工程中应根据斜井埋深的不断变化,适当调整管片结构的设计强度和刚度,以满足工程需要。
李强[7](2016)在《斜井双护盾TBM施工技术研究》文中指出随着长距离输水隧道、地铁隧道、铁路隧道等大批工程项目的实施,隧道掘进机(TBM)以其高效、环保等特点正被广泛应用于各类工程中。国内学者对TBM施工长距离隧道、大直径隧道、小直径隧道的施工技术都有较多研究,且取得了丰硕的成果,但是对于斜井TBM施工技术的研究至今还比较少。本文以山西大水网工程为依托重点研究斜井洞段TBM施工技术。本论文针对斜井TBM施工特点和施工技术重难点,研究总结了斜井双护盾TBM施工关键技术方案,在现场进行了实际测试和应用验证,并对技术方案进行了修正和优化。所给出的斜井TBM施工技术方案包括TBM选型设计方案、组装步进技术方案、掘进姿态与方向控制技术方案、不良地质段施工技术方案、施工运输技术方案、施工支护技术方案等。解决了斜井双护盾TBM步进、斜井TBM施工曲线洞段姿态和方向控制、斜井TBM施工支护和断层涌水不良地质洞段施工、斜井TBM施工运输牵引和安全等技术难题。其中,轨道导引胶轮车TBM施工运输技术具有一定创新性。本论文中的数据参数和技术方案都得到了工程实际验证。通过对斜井TBM施工技术的研究可以为后续国内斜井施工提供技术支持,同时该工程的成功实施也进一步扩大了TBM应用范围,丰富了TBM施工技术。斜井TBM施工技术的研究不仅为后续相同工况的工程提供指导和借鉴,而且对TBM应用广泛化提供了一个发展平台。
唐彬,王传兵[8](2015)在《立井煤矿硬岩TBM施工巷道支护设计技术》文中提出针对高瓦斯煤矿瓦斯治理巷道掘进效率低下、劳动强度大、严重影响采场接替的问题,提出了使用TBM施工立井煤矿瓦斯治理巷道的技术方案。以巷道围岩物性参数和现场实测应力场数据为基础,综合理论计算和数值模拟的手段,确定了巷道的支护形式和设计方法。揭示了TBM施工立井煤矿硬岩巷道特殊的地质条件和应力场条件下,巷道围岩应力及位移的分布规律。根据淮南煤矿立井提升的特点研制了适用于立井煤矿的全断面硬岩掘进机(TBM),并配套相应的排矸、支护和运输系统。巷道掘进平均日进尺13.5m,最高日进尺30.7m。掘进效率为炮掘工艺的510倍。现场监测结果表明,支护结构可靠,巷道稳定,围岩位移小,安全性高。
刘泉声,黄兴,刘建平,潘玉丛[9](2015)在《深部复合地层围岩与TBM的相互作用及安全控制》文中研究指明TBM工法因其安全、高效、优质、环保和有利于围岩稳定等优点,将是交通、水利和矿山等重大生命线工程建设的首选工法,而深部复合地层围岩与TBM的相互作用及安全控制是TBM掘进过程中面临的重大基础问题。在回顾研究现状及存在问题的基础上,紧扣围岩与TBM的相互作用及安全控制这一主题,阐明深部复合地层地质条件与力学行为特征、TBM-深部复合地层相互作用与致灾机理、深部复合地层TBM施工安全控制与系统适应性评价决策等关键科学问题。论述围岩与TBM的相互作用机理及安全控制研究思路,并介绍了部分研究进展。最后简述了TBM在煤矿中的应用与发展趋势,可以预见TBM工法将是未来煤矿超千米深部主要巷道建设的必然发展趋势。
刘泉声,黄兴,时凯,刘学伟[10](2012)在《煤矿超千米深部全断面岩石巷道掘进机的提出及关键岩石力学问题》文中进行了进一步梳理为解决超千米深井巷道建设面临的严峻挑战,通过对现有的巷道掘进、支护技术与全断面岩石隧道掘进机(TBM)技术对比分析,结果表明:全断面岩石隧道掘进机优势明显,且满足超千米深井巷道建设的需求,现代化大型矿井也具备引入全断面掘进机的条件,将TBM引入超千米深井巷道建设,在解决所涉及的关键岩石力学和机械制造问题后加以改进,称之为全断面岩石巷道掘进机(RBM——Full Face Roadway Boring Machine)。由于煤矿深部巷道的建设环境与隧洞建设环境存在显着差异,RBM施工将面临两大关键问题——卡盾和刀盘破岩问题。为了揭示RBM卡盾机理,指出了其关键岩石力学问题,包括超千米深井巷道RBM开挖卸荷路径下围岩挤压大变形机理,护盾周围围岩挤压变形分布规律,围岩-护盾-支护相互作用机理,卡盾判据,卡盾防治理论及方法。
二、塔山矿主平峒TBM掘进技术初探(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、塔山矿主平峒TBM掘进技术初探(论文提纲范文)
(1)浅谈TBM隧洞掘进施工现场安全管理(论文提纲范文)
0 引言 |
1 隧洞施工现场安全 |
1.1 TBM施工安全 |
1.2 洞内支护安全 |
2 施工通风、防治瓦丝及粉尘安全措施 |
2.1 施工通风 |
2.2 瓦斯 (沼气) 防治 |
2.3 粉尘治理 |
3 对地下水处理措施 |
3.1 地下水防治 |
3.2 洞内排水 |
4 安全用电措施 |
5 消防安全措施 |
5.1 隧道消防安全管理 |
5.2 隧道防火措施 |
6 运输安全管理措施 |
7 环保措施 |
7.1 隧洞废水处理 |
7.2 施工区粉尘和空气污染控制 |
7.3 固体废弃物处理措施 |
8 医疗保健措施 |
9 结论 |
(2)煤矿全断面岩巷掘进机开发应用与发展(论文提纲范文)
0 引言 |
1 全断面岩巷掘进机的开发和应用 |
1.1φ5 m和φ3.2 m全断面岩巷掘进机 |
1.2 全断面岩巷掘进机在煤矿主平硐和大巷上的应用 |
2 全断面岩巷掘进机的发展现状 |
2.1 引进全断面岩巷掘进机设备的应用 |
2.2 国产全断面岩巷掘进机装备的应用 |
2.3 其他全断面岩巷掘进机产品的开发和发展 |
2.4 立井掘进机 |
2.5 全断面煤巷高效掘进机 |
2.6 连续运输系统和垂直提升带式输送机 |
3 煤矿全断面岩巷掘进机发展方向和趋势 |
3.1 全断面岩巷掘进机的国产化和煤矿化 |
3.2 煤矿全断面岩巷掘进机成套化 |
3.3 煤矿全断面岩巷掘进机产品的自动化、信息化和智能化 |
4 结论 |
(3)软岩平硐TBM施工围岩稳定性控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景及研究意义 |
1.1.1 选题背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 围岩稳定性控制国内外研究现状 |
1.2.1 围岩稳定性控制国外研究现状 |
1.2.2 围岩稳定性控制国内研究现状 |
1.3 论文研究的主要内容 |
1.4 论文采取的研究方案及技术路线 |
1.4.1 研究方案 |
1.4.2 技术路线 |
2 软岩平硐TBM施工地质特征及平硐围岩应力分析 |
2.1 工程地质概况 |
2.1.1 地质条件 |
2.1.2 生产技术条件 |
2.1.3 软岩地质段特征分析 |
2.1.4 富含裂隙水地质施工影响分析 |
2.2 软岩平硐岩体力学特征分析 |
2.3 基于弹性孔理论的副平硐围岩应力分析 |
2.3.1 基于双向等压应力场内的圆形单孔分析 |
2.3.2 基于双向不等压应力场内的圆形单孔分析 |
2.3.3 多孔周围的应力分布 |
2.4 本章小结 |
3 软岩平硐TBM施工围岩运移规律物理模型实验 |
3.1 概述 |
3.2 软岩平硐TBM施工物理相似模型实验设计 |
3.2.1 平硐TBM施工软岩岩层模型构建 |
3.2.2 平硐TBM施工软岩岩层围岩稳定性监测系统 |
3.2.3 三维物理相似模拟实验过程 |
3.3 实验结果分析 |
3.3.1 管片支护条件下副平硐应变分析 |
3.3.2 副平硐掘进条件下热红外辐射特征 |
3.3.3 模拟岩层位移变形特征规律 |
3.3.4 副平硐内部岩体变形光学分析 |
3.4 本章小结 |
4 软岩平硐TBM施工围岩稳定性三维数值计算 |
4.1 概述 |
4.2 TBM掘进副平硐三维数值计算模型构建 |
4.2.1 模型构建 |
4.2.2 岩体物理力学参数及本构关系 |
4.2.3 数值模拟的计算程序 |
4.3 副平硐围岩塑性区分布及变形表征 |
4.4 管片支护作用下副平硐围岩应力分布特征 |
4.5 副平硐掘进扰动作用下覆岩变形规律分析 |
4.6 TBM掘进副平硐支护作用下管片内力分析 |
4.6.1 管片受力分析数值模型 |
4.6.2 管片结构内力分布规律特征分析 |
4.7 本章小结 |
5 工程应用 |
5.1 软岩平硐施工TBM选型 |
5.1.1 机型选择 |
5.1.2 TBM姿态及模式确定 |
5.2 TBM掘进副平硐施工工艺 |
5.2.1 TBM副平硐掘进 |
5.2.2 管片拼装 |
5.2.3 壁后填充固结 |
5.2.4 底板回填与混凝土浇筑 |
5.3 现场效果监测与分析 |
5.3.1 监测原理及方案 |
5.3.2 监测结果分析 |
5.4 本章小结 |
6 结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(4)西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩相互作用机理研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 地应力研究现状 |
1.2.2 岩石物理力学特性研究现状 |
1.2.3 TBM掘进过程中围岩变形研究现状 |
1.2.4 TBM掘进中豆砾石填充层的作用研究现状 |
1.3 研究现状综述 |
1.4 研究目标、内容与方法 |
1.4.1 研究目标 |
1.4.2 研究内容 |
1.4.3 研究方法 |
1.4.4 技术路线 |
第2章 隧址区地质条件与岩体结构特征 |
2.1 隧址区交通与地形地貌特征 |
2.2 区域地层与岩性分布 |
2.3 区域地质构造特征 |
2.4 岩体地应力和水文地质条件 |
2.5 围岩岩体结构类型和特点 |
2.6 本章小结 |
第3章 隧道围岩物理力学特性试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 取样与制样 |
3.3 试验设计与过程简述 |
3.4 试验结果及分析 |
3.4.1 单轴压缩试验结果 |
3.4.2 三轴压缩试验结果 |
3.4.3 三轴卸围压试验结果 |
3.5 本章小结 |
第4章 双护盾TBM掘进与围岩相互作用理论分析 |
4.1 概述 |
4.1.1 双护盾TBM结构 |
4.1.2 双护盾TBM掘进工作原理 |
4.2 影响双护盾TBM掘进工作效率因素分析 |
4.3 围岩变形特征分析 |
4.4 围岩变形与TBM的相互作用 |
4.4.1 围岩变形与TBM刀盘 |
4.4.2 围岩变形与TBM护盾 |
4.4.3 围岩变形与TBM撑靴 |
4.4.4 油缸推力 |
4.5 本章小结 |
第5章 围岩与TBM掘进相互作用的模型试验研究 |
5.1 概述 |
5.2 试验设计与试验设备 |
5.2.1 试验设计 |
5.2.2 试验设备结构及其原理 |
5.3 试验材料选择与模型制作 |
5.4 试验加载与测试 |
5.5 实验结果及分析 |
5.5.1 应力分析 |
5.5.2 塑性区分析 |
5.5.3 破坏模式分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 围岩与TBM掘进相互作用的数值模拟分析 |
6.1 概述 |
6.2 建立模型和确定参数 |
6.2.1 模型的建立 |
6.2.2 模型参数的确定 |
6.3 计算结果及分析 |
6.3.1 位移分析 |
6.3.2 应力分析 |
6.3.3 管片的弯矩分析 |
6.4 护盾摩阻力的影响因素分析 |
6.5 本章小结 |
结论与展望 |
本文主要结论 |
问题与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间科研成果 |
(5)斜井TBM滚刀破岩机理及刀具磨损研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题研究背景及意义 |
1.2.1 研究背景 |
1.2.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 斜井TBM施工应用现状 |
1.3.2 滚刀破岩力学模型研究 |
1.3.3 滚刀破岩影响因素研究 |
1.3.4 破岩体积计算方法 |
1.3.5 刀具磨损相关研究 |
1.3.6 磨蚀性试验方法研究 |
1.4 本文研究内容及研究方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
2 TBM楔形弧刃滚刀破岩法向切削力计算模型 |
2.1 楔形弧刃滚刀破岩分析 |
2.2 建立楔形弧刃圆弧临界剪切点 |
2.3 建立楔形弧刃滚刀法向切削力计算模型 |
2.4 影响参数分析 |
2.5 工程案例分析 |
2.6 本章小结 |
3 楔形弧刃滚刀破岩数值模拟研究 |
3.1 PFC程序简介及计算原理 |
3.1.1 PFC程序简介 |
3.1.2 PFC计算原理 |
3.2 神华新街台格庙矿区工程概况 |
3.3 建立滚刀破岩颗粒流模型 |
3.3.1 确定岩石材料宏、细观参数 |
3.3.2 建立双滚刀破岩模型 |
3.4 不同贯入深度滚刀破岩效果数值分析 |
3.4.1 不同贯入深度滚刀破岩裂纹扩展规律 |
3.4.2 不同贯入深度滚刀受力分析 |
3.5 不同刀间距下滚刀破岩效果数值分析 |
3.5.1 不同刀间距滚刀破岩效果对比分析 |
3.5.2 不同刀间距滚刀受力分析 |
3.5.3 滚刀破岩最优刀间距分析 |
3.6 本章小结 |
4 TBM滚刀破岩模型试验台设计及试验研究 |
4.1 TBM刀具破岩试验系统集成 |
4.1.1 主体结构 |
4.1.2 刀盘结构设计 |
4.1.3 力-扭矩传感器监测系统 |
4.1.4 超高速线激光 3D轮廓测量系统 |
4.2 试验目的和方案设计 |
4.2.1 试验目的 |
4.2.2 试验方案设计 |
4.3 试验过程简介 |
4.3.1 试验岩样制备 |
4.3.2 试验操作过程 |
4.4 不同刀间距破岩效果对比分析 |
4.4.1 滚刀破岩机理-岩石破碎四个阶段 |
4.4.2 不同刀间距群刀破岩效果对比分析 |
4.4.3 破碎区三维扫描分析 |
4.4.4 岩石破碎块对比分析 |
4.4.5 刀盘受力分析 |
4.4.6 破碎比能耗对比分析 |
4.4.7 一种判别滚刀破岩最优刀间距方法 |
4.5 不同刃型滚刀破岩效果对比分析 |
4.5.1 不同刀刃类型滚刀破岩效果对比分析 |
4.5.2 破碎区三维扫描分析 |
4.5.3 岩石破碎块对比分析 |
4.5.4 刀盘受力分析 |
4.5.5 破碎比能耗对比分析 |
4.6 本章小结 |
5 围岩磨蚀性与刀具磨损相关性研究 |
5.1 TBM斜井围岩基本力学性质和磨蚀性试验研究 |
5.1.1 试验岩样制备 |
5.1.2 岩石强度试验 |
5.1.3 岩石成分分析试验 |
5.1.4 岩石Cerchar磨蚀试验 |
5.2 试验结果分析 |
5.2.1 岩石成分与磨蚀性关系 |
5.2.2 钢针磨蚀图分析 |
5.2.3 划痕扫描图分析 |
5.2.4 钢针磨损原因分析 |
5.2.5 钢针磨蚀机理与滚刀破岩机理相关性 |
5.3 围岩磨蚀性与现场刀具磨损相关性 |
5.4 本章小结 |
6 新型滚刀现场原位试验及磨损分析 |
6.1 补连塔斜井TBM工程概况 |
6.2 现场刀具布置形式 |
6.2.1 三种滚刀布置形式 |
6.2.2 三种滚刀刀刃特点 |
6.3 新型滚刀的研发 |
6.3.1 不同刀刃类型试验滚刀磨损结果 |
6.3.2 新型滚刀的设计依据 |
6.3.3 新型滚刀的特点和优势 |
6.4 刀具整体磨损分析 |
6.4.1 不同位置滚刀磨损分析 |
6.4.2 不同地质条件滚刀磨损分析 |
6.5 新型滚刀与普通滚刀磨损对比分析 |
6.5.1 新型滚刀与普通滚刀磨损量对比 |
6.5.2 新型滚刀与普通滚刀磨损速率对比 |
6.6 斜井TBM滚刀磨损后更换预测方法 |
6.6.1 预测掘进速度 |
6.6.2 掘进速度的预测值和实际值对比 |
6.7 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 研究结论 |
7.2 论文创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
在学期间发表的学术论文 |
在学期间参加科研项目 |
(6)基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解及试验研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
1 引言 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 选题来源 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 TBM斜井施工的发展 |
1.3.2 隧洞围岩稳定性研究 |
1.3.3 隧洞围岩流-固耦合研究 |
1.3.4 斜井围岩稳定性研究 |
1.3.5 统一强度理论的发展和应用 |
1.4 本文研究内容及研究方法 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 研究方法 |
2 TBM斜井工程概况 |
2.1 工程环境概述 |
2.1.1 自然环境 |
2.1.2 工程地质概况 |
2.1.3 水文地质条件 |
2.2 工程设计概况 |
2.3 本章小结 |
3 基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解 |
3.1 统一强度理论 |
3.2 建立力学模型 |
3.3 斜井衬砌-围岩弹塑性求解 |
3.3.1 围岩弹性区应力、位移求解 |
3.3.2 围岩塑性区应力、位移求解 |
3.3.3 衬砌应力、位移求解 |
3.4 算例分析 |
3.4.1 中间主应力影响参数b的影响分析 |
3.4.2 侧压力系数K_0的影响分析 |
3.4.3 斜井倾角β的影响分析 |
3.4.4 衬砌与围岩弹性模量比E_l/E的影响分析 |
3.5 本章小结 |
4 考虑渗流影响的斜井围岩弹塑性解 |
4.1 建立力学模型 |
4.2 斜井围岩弹塑性解析解 |
4.2.1 渗流场分析 |
4.2.2 围岩弹性区应力、位移求解 |
4.2.3 围岩塑性区应力、位移求解 |
4.2.4 衬砌应力、位移求解 |
4.3 算例分析 |
4.3.1 渗流作用的影响 |
4.3.2 剪胀角ψ的影响 |
4.4 本章小结 |
5 TBM斜井应力及位移变化的数值模拟计算 |
5.1 FLAC3D简介 |
5.2 建立数值计算模型 |
5.2.1 建立三维模型 |
5.2.2 设置初始条件和边界条件 |
5.2.3 数值计算方案 |
5.3 数值计算结果及分析 |
5.3.1 侧压系数K_0的影响分析 |
5.3.2 斜井倾角β的影响分析 |
5.3.3 衬砌-围岩弹性模量比E_l/E的影响分析 |
5.4 本章小结 |
6 斜井衬砌-围岩相互作用的模型试验研究 |
6.1 相似模型试验目的 |
6.2 相似理论及模型设计 |
6.2.1 相似理论 |
6.2.2 相似准则的推导 |
6.2.3 模型设计 |
6.3 模型试验系统 |
6.3.1 模型台架及加载设备 |
6.3.2 数据采集系统 |
6.4 相似模型材料配比试验 |
6.4.1 试验设备 |
6.4.2 试验过程 |
6.4.3 试验结果 |
6.5 相似模型试验过程 |
6.5.1 选择相似材料及配比 |
6.5.2 模型制作 |
6.5.3 监测点布置及监测方法 |
6.5.4 开挖和安装衬砌 |
6.5.5 模型试验竖向加载 |
6.6 试验结果分析 |
6.6.1 围岩位移随荷载的变化规律 |
6.6.2 围岩位移试验值和理论值对比分析 |
6.6.3 衬砌内力随荷载的变化规律 |
6.6.4 衬砌内力数值计算结果和试验结果对比分析 |
6.7 本章小结 |
7 工程实例分析 |
7.1 补连塔斜井工程概况 |
7.2 理论计算模型及参数选取 |
7.2.1 理论计算模型选取 |
7.2.2 计算参数的选取 |
7.3 计算结果及分析 |
7.3.1 中间主应力影响参数b的影响分析 |
7.3.2 衬砌-围岩弹性模量比E_l/E的影响分析 |
7.3.3 围岩侧压力系数K_0的影响分析 |
7.4 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 研究结论 |
8.2 论文创新点 |
8.3 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(7)斜井双护盾TBM施工技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源及意义 |
1.2 全断面岩石掘进机(TBM) |
1.2.1 国外TBM发展概况 |
1.2.2 我国TBM发展概况 |
1.3 主要研究内容及研究思路 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 研究路线 |
第二章 依托工程概况 |
2.1 山西大水网工程 |
2.1.1 工程概况 |
2.1.2 水文气象 |
2.1.3 工程地质 |
2.2 斜井洞段工程 |
2.2.1 工程概况 |
2.2.2 工程地质 |
第三章 依托工程TBM选型设计 |
3.1 TBM选型分析 |
3.2 TBM主参数设计 |
3.2.1 第一组主参数 |
3.2.2 第二组参数 |
3.2.3 第三组参数 |
3.3 TBM主机及其后配套设备适应性设计 |
3.3.1 TBM主机部分主要部件 |
3.3.2 TBM主机部分主要附属设备 |
3.3.3 后配套系统 |
3.4 本章小结 |
第四章 斜井双护盾TBM组装步进技术 |
4.1 TBM组装技术 |
4.1.1 TBM现场组装部署 |
4.1.2 双护盾TBM关键大部件组装技术 |
4.1.3 TBM冬季组装调试供暖方案 |
4.1.4 组装技术方案现场验证 |
4.2 TBM步进技术 |
4.2.1 TBM步进条件 |
4.2.2 TBM步进 |
4.2.3 现场步进方案的应用验证 |
4.2.4 步进过程中存在问题及解决方法 |
4.2.5 步进方案优化 |
4.3 本章小结 |
第五章 斜井TBM姿态和方向控制技术 |
5.1 掘进姿态对TBM设备影响 |
5.2 TBM掘进姿态难以控制的原因 |
5.3 TBM姿态与方向控制技术 |
5.3.1 TBM偏移设计线路的控制技术 |
5.3.2 软弱围岩地质情况下姿态与方向控制技术 |
5.3.3 涌水地质条件下姿态与方向控制技术 |
5.3.4 不同掘进模式下姿态与方向控制技术 |
5.4 斜井曲线段TBM姿态与方向控制技术 |
5.4.1 曲线段方向控制技术方案 |
5.4.2 方案实际应用验证 |
5.5 本章小结 |
第六章 斜井TBM施工支护及不良地质段施工技术 |
6.1 斜井TBM施工支护工艺 |
6.1.1 管片安装工艺 |
6.1.2 回填豆砾石工艺 |
6.1.3 水泥灌浆工艺 |
6.2 斜井TBM不良地质段施工技术 |
6.2.1 斜井TBM断层破碎带施工技术 |
6.2.2 斜井TBM断层涌水段施工技术 |
6.3 本章小结 |
第七章 斜井TBM施工运输技术 |
7.1 斜井TBM运输要求 |
7.1.1 运输工况要求 |
7.1.2 运输量要求 |
7.1.3 运输空间要求 |
7.2 斜井TBM运输方案比选 |
7.2.1 机械费用比选 |
7.2.2 机械性能比选 |
7.2.3 技术特点比选 |
7.3 胶轮车运输技术方案 |
7.3.1 主、支洞段运输流程 |
7.3.2 胶轮车行走路面和线路 |
7.3.3 胶轮车主要技术参数及特性 |
7.4 胶轮车运输技术方案现场测试及应用 |
7.4.1 胶轮车运输现场测试 |
7.4.2 胶轮车应用存在问题及应对措施 |
7.5 本章小结 |
第八章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
(8)立井煤矿硬岩TBM施工巷道支护设计技术(论文提纲范文)
1 工程概况 |
2 施工工艺 |
2. 1 设备组装 |
2. 2 掘进工艺 |
2. 3 支护工艺 |
2. 4 辅助运输 |
3 巷道支护设计 |
3. 1 按支护结构设计理论进行支护设计 |
3. 2 数值计算 |
5 结论 |
(9)深部复合地层围岩与TBM的相互作用及安全控制(论文提纲范文)
1研究现状及存在问题 |
1.1深部复合地层地质条件与力学行为特征 |
1.2TBM-深部复合地层相互作用与致灾机理 |
1.3深部复合地层TBM施工安全控制与系统适应性评价决策 |
2关键科学问题 |
( 1) 深部复合地层地质条件与力学行为特征。 |
( 2) TBM - 深部复合地层相互作用与致灾机理。 |
( 3) 深部复合地层TBM适应性与安全控制。 |
3研究思路 |
4研究进展 |
4.1TBM破岩机理与力学模型 |
( 1) TBM滚刀破岩机理。 |
( 2) TBM滚刀破岩力计算模型。 |
4.2挤压大变形卡机致灾机理与预测分析模型 |
( 1) 挤压大变形卡机致灾机理。 |
( 2) 卡机灾害预测分析力学模型。 |
5TBM在煤矿中的应用与发展 |
6结论 |
(10)煤矿超千米深部全断面岩石巷道掘进机的提出及关键岩石力学问题(论文提纲范文)
1 全断面巷道掘进机 (RBM) 的提出 |
1.1 发展超千米深井巷道建设新理论、新技术的必要性 |
1.2 煤矿岩巷掘进、支护技术现状 |
1.2.1 岩巷掘进技术现状 |
(1) 常规钻爆法。 |
(2) 综合机械化掘进。 |
1.2.2 岩巷支护技术现状 |
1.3 全断面岩石隧道掘进机技术特点 |
1.3.1 优点 |
1.3.2 缺点与不足 |
1.3.3 全断面岩石掘进机的适用条件 |
1.4 煤矿岩巷现有的掘进技术与全断面掘进机技术的比较 |
1.4.1 技术特点比较 |
1.4.2 技术经济比较 |
1.5 全断面掘进机满足煤矿超千米深部巷道建设的需求 |
1.5.1 全断面掘进机满足掘进速度的需求 |
1.5.2 全断面掘进机掘进有利于围岩稳定 |
1.5.3 全断面掘进机符合矿井现代化先进管理理念 |
1.6 现代化大型矿井具备引入全断面掘进机的条件 |
1.6.1 开拓巷道长度满足使用全断面掘进机长径比的要求 |
1.6.2 现代化大型矿井具备引进大型先进设备的经济条件 |
1.7 全断面掘进机在煤矿中的运用实例 |
2 超千米深井RBM施工需要解决的关键岩石力学问题 |
2.1 RBM面临其特有问题 |
2.2 关键岩石力学问题 |
2.2.1 需要解决的关键岩石力学问题 |
(1) 超千米深井巷道RBM开挖卸荷路径下围岩挤压变形机理。 |
(2) 护盾周围围岩挤压变形分布规律。 |
(3) 围岩-护盾-支护 (管片、锚索) 相互作用机理。 |
(4) RBM卡盾状态判据。 |
2.2.2 RBM卡盾的防治理论及方法 |
3 结论 |
四、塔山矿主平峒TBM掘进技术初探(论文参考文献)
- [1]浅谈TBM隧洞掘进施工现场安全管理[J]. 加尔恒·多那依. 黑龙江水利科技, 2019(06)
- [2]煤矿全断面岩巷掘进机开发应用与发展[J]. 杨生华,芮丰,蒋卫良,张世洪. 煤炭科学技术, 2019(06)
- [3]软岩平硐TBM施工围岩稳定性控制研究[D]. 杨皓博. 西安科技大学, 2018(12)
- [4]西藏多雄拉隧道双护盾TBM掘进与围岩相互作用机理研究[D]. 王拓. 西南交通大学, 2018(10)
- [5]斜井TBM滚刀破岩机理及刀具磨损研究[D]. 刘颖超. 中国矿业大学(北京), 2018(05)
- [6]基于统一强度理论的TBM斜井围岩弹塑性解及试验研究[D]. 刘璐璐. 中国矿业大学(北京), 2017(02)
- [7]斜井双护盾TBM施工技术研究[D]. 李强. 石家庄铁道大学, 2016(02)
- [8]立井煤矿硬岩TBM施工巷道支护设计技术[J]. 唐彬,王传兵. 煤炭工程, 2015(12)
- [9]深部复合地层围岩与TBM的相互作用及安全控制[J]. 刘泉声,黄兴,刘建平,潘玉丛. 煤炭学报, 2015(06)
- [10]煤矿超千米深部全断面岩石巷道掘进机的提出及关键岩石力学问题[J]. 刘泉声,黄兴,时凯,刘学伟. 煤炭学报, 2012(12)