一、课题选定

为了加快矿井开拓，正通煤业通过多方调研和实地考察，将盾构技术由地下浅层隧道施工跨界引用至地下深层巷道掘进，以实现岩巷的快速高效掘进，解决矿井开拓工程量大、掘进速度慢、“三量不足”等难题。

图为，2020年4月，正通煤业首台ＴＢＭ下线验收

初期引进TBM设备后，经过充分实践发现，原设计太过理想，脱离煤矿生产实际，TBM配套设备没有适应生产实际，导致无法发挥TBM真正的效能。为此，该公司将复杂条件矿井TBM掘进优化提效作为重要课题立项推进。

二、推进计划

成立复杂条件矿井TBM掘进优化提效小组，明确责任分工。其中组长负责课题部署安排，课题计划、沟通、协调以及实施工作等。其他成员负责现状调查各类数据统计，协调现场工作落实；协调项目实施与推进，PDCA全过程实施；原因分析及流程分析，制定对策方案及安排实施；改善前后现场数据收集，改善效果分析。

三、现状调查

围绕人员及技能水平、掘进设备、生产数据、影响因素等方面内容，课题小组对TBM掘进期间进行三班盯靠写实，到岩巷掘进工作面施工现场进行了现状调查，确保全系统、全方位对TBM施工过程中存在的问题进行查找，发现了设备支护效率低、盾体后清矸无法实现机械化等影响掘进速度的问题。

图为，在车间对TBM设备进行改造优化

四、目标设定

改善前TBM掘进工作面月均进尺202米，改善后TBM掘进速度提升30％。

五、要因分析

小组成员利用鱼骨图从“人、机、料、法、环”五个方面分析，利用帕累托图对生产期间的主要影响因素分析，运用５WHY法分析影响生产的根本原因，支护效率低、后配套拖车铺轨效率低、渣石清理困难、物料运输效率低、空顶距离大、截割效率低６个因素是影响TBM掘进效率提升的主要因素。

图为，对利用相关工具对TBM设备进行分析

六、对策实施

针对“支护效率低”，改进主梁结构，提高支护效率。增设液压支护钻机，实现平行快速作业，锚杆施工速度提升33％，锚索施工速度提升41％。

图为，优化后的支护系统

针对“后配套拖车铺轨效率低”，行走方式改为拖车行走轮，减少铺设轨道工序，实施设备模块化设计，利用单轨吊牵引系统，实现后配套设备快速前移，效率提升11倍。

针对“渣石清理困难”，实施轮式前移，提高设备通过性；在设备主梁设置收矸孔、收矸滑板，实现矸石自动收集；设置行走轮矸石分流器，减少渣石清理工作量。

图为，优化后的TBM后配套区域

针对“物料运输效率低”，打造单轨吊跟机运行模式，配置用于TBM支护材料和施工人员运输的胶轮车，建立物料配送站，实施“集装箱”运输模式。

针对“空顶距离大”，缩短护盾长度，增设指形护盾，缩短空顶距离，做到第一时间支护。优化设计支护滑移平台，缩小永久支护空顶距。

针对“截割效率低”，实行双向驱动模式，增加反向铲刀，调整刀盘转动方向，减少对围岩的破坏，截割速度提升1倍。

七、效果验证

改善后TBM大断面回风巷和小断面泄水巷工作面，掘进进尺分别创出425米和450米的最高记录，掘进效率分别提升49％和66％。TBM设备月均进尺保持在310米以上，速度提升50％以上，达到掘进速度提升30％的改善目标。

图为，能源集团兄弟单位前来学习该公司ＴＢＭ相关经验

八、固化措施

按照顶、帮、底“2＋3＋3”模式，构建复杂地质条件下TBM设备“233”支护布局。修订工区《阶梯式单价结算管理办法》，实施市场化工资结算和收购激励机制，实现企业增收、员工获利、安全生产标准化提升多赢局面。坚持掘锚同步，一次掘全断面原则，坚持专人、专岗、专位安排，按照中线与腰线及标准化施工以及安全第一思想，形成了“113211”TBM高效掘进模式。