一種長距離大坡度斜井全斷面巖石掘進機
（一）技術原創性及重要性
（1）長距離大坡度斜井全斷面巖石掘進機整機集成技術
針對復雜地質條件、長距離下坡掘進所帶來的破巖、出渣、無運輸、應急排水、有害氣體等難題，從刀盤、盾體、刀盤驅動、出渣系統、物料運輸系統、防爆型排水通風系統等方面進行整機技術集成和針對設計，滿足此類工況下巷道開挖的安全、高產、高效、優質要求。
（2）大坡度下坡掘進機破巖、出渣技術
針對大坡度下坡掘進所帶來的巖渣二次破碎、大角度渣土運送效率低、螺旋輸送機磨損嚴重的問題，通過刀盤設置正反轉進渣口、皮帶機出渣解決大坡度下坡掘進出渣問題。
（3）大坡度下坡物料倒運系統技術
大坡度重載下坡運送物料對設備和人員的安全要求很高，而掘進機速度快對物料運送速度要求高。本專利通過一套完整的管片、豆礫石等物料的快速倒運系統方案解決大坡度下坡物料運輸的安全、效率問題，包含膠輪車、物料卸載吊機、倒運卷揚機、管片小車、管片吊機、豆礫石罐體吊機等。
（4）全斷面巖石隧道掘進主機和管片的防側滾技術
全斷面巖石隧道壁對盾體包裹能力小、摩擦力不夠導致TBM主機與隧道發生相對側向滾動，嚴重時可導致管片一起扭轉。通過完善的管片壁后填充方案穩定管片、刀盤正反轉出渣、設置穩定器、可偏轉角度推進油缸等方面措施解決了主機和管片的側向滾動問題。
（5）大坡度下坡刀盤防“栽頭”技術
掘進機刀盤重量大，主機的重心較為靠前，在大坡度下坡掘進刀盤極易“栽頭”，導致掘進機方向控制不穩。本專利通過設置穩定器、盾體底部防滾條等措施解決大坡度下坡掘進的刀盤“栽頭”問題。
（6）大坡度下坡大涌水、有害氣體的防治技術
本專利通過可封閉式接渣斗、防爆型的應急排水、防爆型除塵通風系統解決大量涌水和有害氣體問題，控制系統也針對性設置有氣體檢測、預警。
由于解決了“深埋超長、連續下坡、富水高壓、地層多變”復雜地質條件下巖石掘進的世界性難題，屬于本領域關鍵性基礎性專利。
（二）技術優勢
國內外技術對比：
目前，國外已有大坡度下坡采用全斷面硬巖隧道掘進機（敞開式TBM）的施工案例，但工程均為普通的全斷面硬巖隧道，巖石強度高，圍巖穩定，地質情況單一。但是專門針對“埋深超長、連續下坡、富水高壓、地層多變”等困難地質條件下的全斷面掘進機，國內外均屬首例。特別是在煤礦等礦井建井領域應用更是開創了世界業內先河。本專利產品通過實踐檢驗，是國內外首個能夠滿足復雜地質條件、礦井特殊施工要求的全斷面掘進機，其發明填補了煤礦建設方面、長距離大坡度斜井全斷面掘進機應用領域的國際空白，對我國掘進機產業發展乃至重大裝備制造業發展意義深遠。
技術成效：
（1）成洞效率
斜井建設通常采用鉆爆法施工，特別是類似于煤礦斜井巷道還配合有凍結法施工，施工進度僅80-120m/月，造價和生產運營費用高，安全管理難度大，對涌水、巖爆、圍巖泥化等地質條件的適應性差，對圍巖擾動大、巷道成型差。采用本專利產品，可實現隧道開挖、出渣、支護同步，成洞質量好，安全環保，最高掘進速度可達800m以上，速度是原有傳統工法的5～10倍。
（2）施工綜合成本
本專利產品前期設備購置成本較高，但提高斜井的建井速率4倍以上，成洞質量穩定、可靠、可控，后期維護成本低。對于煤礦等礦產行業，建井速度提高意味著可以提前出產，直接帶來經濟收益。本專利產品可提高綜合經濟效益30%以上。
（3）節能減排
掘進機法施工大坡度斜井，機械化、自動化程度高，降低員工勞動強度；能夠有效控制或減少〖SO〗_2、〖NO〗_X、煙塵等有害氣體排放，控制噪音污染，改善礦井作業環境；減少地下水的排放，地層擾動小，顯著降低了對礦區生態環境和水資源的影響，有利于建設集約化、智能化、環保化、人性化的和諧新礦區。
第三方評價：
（1）檢測報告結果：ZTT7565雙模式斜井全斷面隧道掘進機的主要性能、參數達到設計要求并復合CJ/T284-2008《土壓平衡盾構機》和Q/BAUQ-008-2013《雙模式斜井TBM》的規定要求。
科技成果評價結論：成果整體技術達到國際先進水平，其中斜井雙模式掘進設計技術達到國際領先水平。
用戶評價：本專利產品各系統適應范圍寬，結構設計合理、可靠，能夠適應復雜地質條件下的快速施工，較傳統工法大大提高了施工效率和安全性，具有很好的推廣價值。
媒體評價：鐵建重工所研制的長距離大坡度斜井TBM受到了社會各界的關注和報道。中央電視臺新聞聯播、湖南新聞、湖南衛視等電視媒體3年來對本重大專項成果的報道共計10余次。中國鐵道建筑報、經濟日報、工人日報、湖南日報等報紙媒體對本重大專項報道20余次。人民網、紅網、新浪新聞、鳳凰網等網絡媒體對本重大專項的報道共計30余次。媒體均表示：“本專利產品的成功研制，填補了全斷面隧道掘進機在長距離大坡度煤礦斜井建設領域的應用空白，標志著我國現代化隧道施工裝備達到世界一流水平。
（三）技術通用性
本專利產品目前已經成功應用于神華集團新街礦區臺格廟煤礦斜井工程、神華集團神東礦區補連塔煤礦斜井等工程，部分專利技術也在重慶地鐵單護盾TBM、蘭州水源地雙護盾TBM、神華集團新神礦區澇壩灣復合式盾構機等產品上實現并成功應用。
本發明專利技術所提出的系統性解決方案，以及隱含的基礎技術可以輻射到現有的單護盾TBM、雙護盾TBM、敞開式TBM等多種機型中。目前，TBM電液控制技術等也成功應用于吉林、新疆、湖北等多地的TBM產品中。隨著礦業、水利水電、公路鐵路、城市軌道交通等領域的飛速發展，涵蓋本專利技術的掘進機產品將會越來越普及。
專利權人：中國鐵建重工集團有限公司
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