2016年12月上第45卷第23期
DOI:10.7672/sgjs2016230033
施工技术
CONSTRUCTION TECHNOLOGY
煤矿斜井双模式盾构主机设计与参数计算*
梅勇兵
（中国铁建重工集团有限公司，湖南长沙410100）
【摘要】采用盾构工法建设煤矿斜井是深埋矿工程技术领域的一个薪新课题，结合煤矿斜井试验工程采用的掘进装备，详细阐述了双模式盾构主机设计特点，依据目标工程的工程地质特点，分析并论证了盾构机推力、扭矩和转
速等关键设计参数配置的合理性，最后对双模式盾构在煤矿斜井工程施工中的主要技术问题给出了建议[关键词]煤矿；斜并；盾构；设计：参数；计算
【中图分类号］TD262.1+2
【文献标识码］A
[文章编号］1002-8498(2016)23-0033-04
Mainframe Design and Parameter Calculation of Double-mode
ShieldMachineinCoalMineInclinedShaft
Mei Yongbing
( China Railaray Construction Heapy Industry Co. , Lid. , Changsha,Hu'nan410100,China)
Abstract:The coal mine inclined shaft constructed by shield method is a new subject for deep mine engineering technical field, combined with excavation equipment adopted by the test project of the mine shaft,this paper introduces the design features of double-mode shield mainframe, according to the engineering geological characteristics of the target project, the rationality of the key design parameters on thrust, torque and rotational speed configuration of shield machine are analyzed and demonstrated. Finally, the main technical problems about double-mode shield application in coal mine engineering are given.
Key words : coal mines ; inclined shaft ; shields ; design ; parameters ; calculation
采用盾构工法建设煤矿斜并是深埋矿工程技术领域的一个崭新课题，神华集团新街矿区台格庙斜井工程作为煤矿领域首个超长距离（斜井长度> 6500m）、大理深（最大理深>600m）盾构法试验斜井，拟采用集成土压平衡闭式掘进模式和TBM开式掘进模式功能于一体的双模式盾构进行工程施工，以提高设备的地质适应性及施工效率，盾构机掘进计划工期≤15个月，该建设工期比传统建井工法缩短70%以上[1-3]。
1煤矿斜并双模式盾构主机设计特点
盾构主机一般是指直接参与完成隧道开挖、出
渣及支护三大主体功能的结构部件，也是确定盾构设备类型的决定性因素：主机部分位于盾构机前部区域，轴向长度10~15m，主机长度占整机总长的 5%~12%，主机自重占整机总重的50%以上，主机
*国家科技支撑计划资助项目（2013BAB10B01）
【作者简介］梅勇兵，博士，高级工程师，E-mail;531418821@qq-com【收日期”芳毅糖
成本占整机成本的70%以上。
33
双模式盾构在单台产品上集成了土压平衡盾构机和单护盾式TBM产品各自的设备功能和设计特征，与单一的盾构机或TBM产品设计特点相比，结构设计差异主要体现在设备主机区域的部件，其中在土压平衡盾构掘进模式下，刀盘刀具配置以滚刀和切为主，刀盘开口率约为32%，出渣设备为螺旋输送机（开挖舱底部出渣）：在单护盾式TBM 掘进模式下，刀盘刀具全部采用滚刀，刀盘正面无开口，出渣设备为皮带输送机（开挖舱中心出渣）。盾构其余结构或部件在两种掘进模式下均可以通用或互不影响；在施工过程中，可依据不同的地质条件，决定采用合适的掘进模式，通过对出渣装置进行拆装及对刀盘进行改造，在设备结构及功能方面实现盾构掘进模式的切换4-。双模式盾构在 TBM掘进模式和土压平衡盾构掘进模式下的主机结构组成如图1所示。
双模式盾构整机主要结构由主机和后配套拖