煤田地质与勘探

作者：王雷, 朱玉芹, 张维娜, 刘昊, 赵文渤, 杨闯, 王冠雄,

关键词：大直径救援钻孔, 顶管钻进, 应急救援装备, 刀盘设计, 螺旋排渣系统, 煤矿,

为解决煤矿坍塌巷道的救援难题，提高坍塌巷道大直径救援孔的钻进速度，提出了采用顶管工艺进行大直径钻孔施工。通过布置在硐室内的主顶装置，推动可以接续的管节及刀盘，对坍塌岩体完成破岩及排渣作业，最终形成由顶管管节组成的救援通道。研发了坍塌岩体条件下的大开口复合刀盘，由10把切刀、10把滚刀及2把刮刀组成，开口率为40%，能够满足大粒径渣石快速破碎的需求。研发了小直径顶管救援装备驱动系统及外周驱动、破排一体的新型排渣系统，主要结构包括出渣管、行星减速器、大齿轮、刀盘、电机等，电机带动刀盘及出渣管转动，出渣管内部焊接有螺旋的排渣条，煤岩破碎后进入刀盘，再由排渣管连接刮板机进行连续出渣，最大排渣粒径为300 mm，能够解决大流量大颗粒排渣需求和排渣系统小空间布置困难的问题。搭建了坍塌巷道的堆积体试验环境，完成煤矿顶管救援装备的工业性试验，顶进距离为102.5 m，折合日进尺为43.92 m，形成内径1 575 mm的救援通道，并实测得出顶进过程中的刀盘转矩和推进力的变化趋势。研究成果对提升我国应急处置与救援装备技术水平，对灾变条件下最大程度减少人员伤亡和财产损失具有重要意义。

来源：2022年第11期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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