我国首座TBM施工煤矿斜井贯通

记者从中国铁建股份有限公司获悉，12月22日上午，我国第一座采用全断面隧道掘进机(TBM)施工的煤矿斜井----神华神东补连塔矿2号副井顺利贯通，这标志着我国矿用斜井设计施工与装备技术已经达到世界先进水平。

据悉，该技术填补了我国TBM在长距离大坡度煤矿斜井建设领域的技术空白，开创了煤矿斜井施工新模式，是煤矿建井模式的革命性变革，验证了TBM施工煤矿斜井的关键技术和理论，对促进我国深层煤炭资源开发具有重大意义。

随着国家严格控制中东部地区煤炭资源开发，以内蒙古、新疆等西部地区为重点，中国此前已经计划建设十个左右亿吨级能源基地，倡导绿色矿山、数字矿山建设，大力发展煤炭资源深加工产业。

然而，由于我国浅埋层煤炭资源开发殆尽，待开发的煤炭资源大多处于深埋层，地质条件复杂，如果依然采用传统的钻爆法或冻结法进行矿井开拓，其施工进度慢(70~100米/月)、造价和运营成本高、安全管理难度大、以及巷道成型质量差等缺点已无法满足现代化矿井建设需要。因此，建设长距离大坡度的煤矿斜井是我国大型深煤层矿井工程的发展趋势。

“十二五”期间，国家科技支撑计划矿产资源高效勘探与开发方向确定了“盾构施工煤矿长距离斜井关键技术研究与示范”重点课题，并选取了神东补连塔煤矿斜井作为该项目的依托工程。

补连塔煤矿位于内蒙古鄂尔多斯市伊金霍洛旗，是我国优质煤炭资源重点区域，该区域煤炭总资源储量超过200亿吨，将规划建设2~3个年产亿吨级煤炭的现代化矿区。

如果按照传统的煤矿斜井建井工法，月进尺仅约100米。但如果使用TBM，其掘进速度是传统施工进度的4~5倍。如果煤层埋深加大，斜井长度就更长，采用TBM施工进度优势就会更明显。同时，由于TBM掘进同步实施管片衬砌，成井质量高，设计寿命可达70年，矿井后期的运营及维护成本较传统工法成型的斜井下降50%以上。

施工方中国铁建十一局项目负责人张开顺在现场介绍，斜井工程自2015年6月11日掘进以来，在开挖直径7.62米，-9.5%连续下坡，同步管片衬砌的工程条件下，创下最高月进尺639米的世界纪录，和连续4个月月进尺超过500米的业绩，仅用半年时间，顺利贯通了2733米长的神东补连塔矿2号副井。

设计方中国铁建铁四院神东项目设计总体负责人游龙飞表示，在工程设计过程中，针对长距离、大坡度斜井安全性和耐久性设计难题，研究提出了限压排放的差异性防水结构、能适应地层变形的管片衬砌结构等设计理念，通过实施斜井管片壁后分区域分类型注浆等技术方案，解决了长距离、大坡度斜井的工程建设难题。

煤矿行业有关专家认为，由于可实现带式输送机连续输送，单个斜井巷道最大运煤能力可达2000万吨/年，较同规格斜井巷道(非连续输送)的运煤能力高出近一倍。因此，斜井开拓将是亿吨级矿区的主要建井模式，同时也是我国大型深煤层矿井工程的发展趋势。而在煤矿建井领域应用TBM工法，对于推动长距离斜井安全优质高效施工意义重大。

中国铁建副总裁夏国斌称，中国铁建和神华集团依托国家科技支撑计划“盾构施工煤矿长距离斜井关键技术研究与示范”、“大直径全断面硬岩掘进机关键技术研究及应用”和“长距离大坡度斜井TBM关键技术研究”等项目支持，结合试验工程地质条件进行关键技术研究和科技攻关，开展了TBM选型配置、斜向始发、斜井连续快速施工、地下原位拆解、数字化远程监控、不良地段综合处置、斜井结构等课题研究，研究成果在神华神东补连塔煤矿斜井工程中得到了验证和成功应用。中国铁建旗下的中铁十一局、中铁建大桥局集团、中铁第四勘察设计院、铁建重工等在煤矿建井中从工程设计、装备制造到工程施工实现了协同创新的重大突破，改变了我国乃至世界矿用斜井建设模式。

目前，盾构/TBM已逐渐成为我国城市地铁、铁路隧道、引水隧洞等基础设施建设的重要设备，但盾构/TBM在煤矿斜井等矿山建设工程领域的成功应用却长期处于空白，研究先进的矿井建设技术、提高煤炭开发效率是我国资源开发技术领域的重大课题。