谢 宝 亮

（大同煤矿集团王村煤业，山西 大同 037000）

0 引 言

目前，岩石开采采用的方式多为钻爆法施工，该方式存在挖掘速度慢、劳动强度大、环境差的缺点，不能满足煤矿生产的要求[1]。盾构掘进技术是一种应用在地铁修建、隧道开凿、矿产勘探的施工技术，具有机械化程度高、挖掘效率高、速度快、节约劳动力等优点[2-3]。我国在煤炭开采方面也开始使用这种技术，并在实际中应用。内蒙古神东补连塔煤矿2 号巷道采用单护盾式，该巷道长2 745 m，盾构掘进直径7.63 m，用时4 个月贯通，最高月进尺639 m，总掘进长度2 718 m。2015 年，淮南矿业集团张集煤矿采用QJYC045M敞开式盾构机对巷道进行掘进，测量显示最高班进尺寸为14.5 m，最高日进尺寸30.7 m，平均日进尺寸13.5 m，相当于每个月掘进404 m，效果良好[4]。新疆玛纳斯涝坝湾煤矿采用复合型盾构机，掘进总长度6 000 m，施工效率相比传统工艺提高3 倍以上[5]。

1 盾构掘进技术破岩机理

煤矿巷道岩石破碎需要较大的功率和较为先进的工具，破碎岩石需要克服岩石做功，这是一个非常复杂的过程。岩石破碎当今存在2 种较为出名的理论，即剪切破碎理论和拉伸破坏理论。

1）剪切破碎机理。岩石受到盘形刀具巨大的推力，岩石储存能量，当岩石内的能量到达一定程度时，在有限的体积内无法容纳，向外释放能量即发生岩石破裂。盘形刀具两侧产生剪切区，岩石会产生剪切破碎。

2）拉伸破坏机理。岩石与盘形刀具结合摩擦，刀具向岩石传递能量，岩石在能量的作用下产生裂纹。随着刀具切入岩石深度的增加，裂纹逐渐扩大变成显性裂纹。……