采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (5): 1161-1169.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0470
付连杰1，张凯1，朱乐章2，秦立学3，于渤松1，薛欣然2，4，吴云1
摘要： 为提升敞开式TBM在煤矿井下的小半径转弯能力，本文建立掘进系统几何模型，分析主梁长度、铰接转角、间隙距离等参数对最小转弯半径的影响，结果表明主梁长度与最小转弯半径呈正相关，而与铰接转角呈负相关。同时，构建皮带机动力学模型，提出跑偏风险指标λs，辨识出皮带输送量是抑制跑偏的关键因素，且在小半径区间内风险随半径减小急剧上升。据此，提出结构优化与控制策略：在掘进系统中优化铰接结构以增强转向能力，在出碴系统中通过调整皮带机架弧度与加装防跑偏托辊提升稳定性。该方案在孙疃煤矿成功应用，实现90 m级小转弯半径掘进，缩短了掘进工期，验证了优化方案的有效性，为煤矿TBM选型与巷道设计提供了理论依据与工程可行路径。
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