專利名稱:一種防爆型tbm的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及掘進(jìn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域,特別是涉及一種防爆型TBM。
背景技術(shù):
隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展,能源消耗迅速增長,煤炭作為我國的主要能源,其消耗量也不斷增長,我國的煤炭行業(yè)也得到快速發(fā)展。掘進(jìn)和回采是煤礦生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)。煤礦巷道的快速掘進(jìn)是保證礦井高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)措施。高效機(jī)械化的掘進(jìn)、支護(hù)技術(shù)成為巷道掘進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方向。目前,煤礦巷道掘進(jìn)大都采用懸臂掘進(jìn)機(jī),其截割范圍不是全斷面,且用截齒進(jìn)行截割,對于硬度較大的煤巖,掘進(jìn)效率低;而且掘進(jìn)和支護(hù)作業(yè)大都獨(dú)立作業(yè),其中支護(hù)作 業(yè)多采用錨桿鉆機(jī)進(jìn)行支護(hù),對空頂距的要求嚴(yán)格,不僅支護(hù)效率低,在地質(zhì)條件差的情況下,還會增加作業(yè)人員的危險(xiǎn)性;更重要的是煤礦巷道含有煤塵和瓦斯,常用的掘進(jìn)機(jī)由于包括電氣系統(tǒng),如果應(yīng)用于煤礦巷道作業(yè),難免會因產(chǎn)生電火花而發(fā)生災(zāi)害性事故。因此,如何設(shè)計(jì)出一種防爆型TBM,用于煤礦巷道,該防爆型TBM既能提高掘進(jìn)效率,又能保證安全,是本領(lǐng)域技術(shù)人員目前需要解決的技術(shù)問題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種防爆型TBM,該防爆型TBM符合國家煤礦防爆標(biāo)準(zhǔn)要求,且能夠使掘進(jìn)支護(hù)同時(shí)作業(yè),巷道一次成型,提高掘進(jìn)效率。為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種防爆型TBM,包括刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu),用于破碎煤巖;驅(qū)動裝置,安裝于護(hù)盾裝置的前盾,并與所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)的刀盤連接,用于驅(qū)動所述刀盤旋轉(zhuǎn);推進(jìn)油缸,安裝于所述護(hù)盾裝置的中盾;所述驅(qū)動裝置的電設(shè)備及所述推進(jìn)油缸的液壓設(shè)備均為防爆設(shè)備。優(yōu)選地,所述護(hù)盾裝置的中盾安裝有用于拼裝管片的管片拼裝機(jī),所述管片拼裝機(jī)位于所述護(hù)盾裝置的后盾下方。優(yōu)選地,所述管片拼裝機(jī)上還設(shè)置有超前鉆機(jī)。優(yōu)選地,所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)包括土壓平衡模式回轉(zhuǎn)接頭和TBM模式回轉(zhuǎn)接頭,以便所述防爆型TBM能夠在土壓平衡掘進(jìn)模式和TBM掘進(jìn)模式之間轉(zhuǎn)換。優(yōu)選地,所述防爆型TBM處于TBM掘進(jìn)模式,所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)置有溜渣板和溜渣槽,所述溜渣槽位于所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)的中部,且與皮帶輸送機(jī)連接。優(yōu)選地,所述防爆型TBM處于土壓平衡掘進(jìn)模式,所述護(hù)盾裝置的前盾連接螺旋輸送機(jī),所述螺旋輸送機(jī)的頭部位于所述刀盤的底部。優(yōu)選地,所述防爆型TBM進(jìn)一步包括除塵裝置,以便降低作業(yè)區(qū)域的粉塵含量。優(yōu)選地,所述護(hù)盾裝置的前盾上設(shè)有穩(wěn)定器,用于防振和穩(wěn)定所述護(hù)盾裝置。
相對上述背景技術(shù),本發(fā)明所提供的防爆型TBM (Tunnel BoringMachine,硬巖掘進(jìn)機(jī))包括用于破碎煤巖的刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu);與所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)的刀盤連接的驅(qū)動裝置,所述驅(qū)動裝置安裝于護(hù)盾裝置的前盾,用于驅(qū)動所述刀盤旋轉(zhuǎn),以及安裝于所述護(hù)盾裝置的中盾的推進(jìn)油缸;所述驅(qū)動裝置的電設(shè)備及所述推進(jìn)油缸的液壓設(shè)備均為防爆設(shè)備。由于該防爆型TBM的驅(qū)動裝置的電設(shè)備及推進(jìn)油缸的液壓設(shè)備均為防爆設(shè)備,消除了產(chǎn)生電火花的隱患,使得該防爆型TBM能夠用于含有煤塵和瓦斯的煤礦巷道,提高了作業(yè)安全性。在一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,本發(fā)明所提供的防爆型TBM在護(hù)盾裝置的中盾安裝有管片拼裝機(jī),所述管片拼裝機(jī)位于所述護(hù)盾裝置的后盾下方,防爆型TBM在進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)的同時(shí),能夠通過管片拼裝機(jī)拼裝管片,實(shí)現(xiàn)巷道一次成型,進(jìn)一步提高工作效率。在另一種優(yōu)選的實(shí)施方式中,本發(fā)明所述提供的防爆型TBM能夠在土壓平衡掘進(jìn)模式和TBM掘進(jìn)模式之間轉(zhuǎn)換,當(dāng)開挖面穩(wěn)定差或者含水較多地層時(shí),可以采用土壓平衡掘進(jìn)模式進(jìn)行掘進(jìn);當(dāng)開挖面圍巖能夠自穩(wěn)、巖層穩(wěn)定性較好時(shí),可以采用TBM掘進(jìn)模式進(jìn)行掘進(jìn);因此本發(fā)明提供的掘進(jìn)機(jī)具有較強(qiáng)的地質(zhì)適應(yīng)性,應(yīng)用范圍廣。
圖I為本發(fā)明所提供的防爆型TBM在土壓平衡掘進(jìn)模式下的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明所提供的防爆型TBM在TBM掘進(jìn)模式下的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為圖I中A-A向的剖面示意圖;圖4為圖I中B-B向的剖面示意圖;圖5為圖I中C-C向的剖面示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的核心是提供一種防爆型TBM,該防爆型TBM符合國家煤礦防爆標(biāo)準(zhǔn)要求,且能夠使掘進(jìn)支護(hù)同時(shí)作業(yè),巷道一次成型,提高掘進(jìn)效率。為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案,下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。需要指出的是,本文所涉及的前、后、中、下等方位詞均是以圖I至圖5中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的,其中,前和后是以防爆型TBM的掘進(jìn)方向?yàn)榛鶞?zhǔn)定義的;所述方位詞的使用只是為了表述技術(shù)方案的清楚及方便,應(yīng)當(dāng)理解,本文所采用的方位詞不應(yīng)限制本申請請求的保護(hù)范圍。請參考圖I至圖5 ;圖I為本發(fā)明所提供的防爆型TBM在土壓平衡掘進(jìn)模式下的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為本發(fā)明所提供的防爆型TBM在TBM掘進(jìn)模式下的結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為圖I中A-A向的剖面示意圖;圖4為圖I中B-B向的剖面示意圖;圖5為圖I中C-C向的剖面示意圖。在一種具體的實(shí)施方式中,本發(fā)明所提供的防爆型TBM整機(jī)集成防爆電器、液壓、流體設(shè)備,整機(jī)符合國家煤礦防爆標(biāo)準(zhǔn)。所述防爆型TBM包括刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)、護(hù)盾裝置和驅(qū)動裝置。所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)用于破碎煤巖,包括刀盤11,刀盤11可以采用硬巖刀盤的結(jié)構(gòu),以便適應(yīng)土壓平衡模式和TBM模式的掘進(jìn);刀盤11上可以根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況布置相應(yīng)規(guī)格和數(shù)量的刀具。所述刀盤11的后方安裝有土壓平衡模式回轉(zhuǎn)接頭12 (示于圖I中)和TBM模式回轉(zhuǎn)接頭13 (示于圖2中),使得防爆型TBM能夠在土壓平衡掘進(jìn)模式和TBM掘進(jìn)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。所述護(hù)盾裝置包括前盾21、中盾22和后盾23 ;其中,前盾21和中盾22鉸接連接;后盾23固裝在中盾22上,可以通過焊接固定,既簡便又可靠。由于前盾21和中盾22鉸接連接,所以在工作中能夠?qū)φ麢C(jī)進(jìn)行調(diào)整。所述驅(qū)動裝置30安裝在護(hù)盾裝置上的前盾21上,并與刀盤11連接;驅(qū)動裝置30通過電機(jī)減速機(jī)帶動軸承驅(qū)動刀盤11旋轉(zhuǎn),其中驅(qū)動電機(jī)可以采用變頻電機(jī)驅(qū)動,所述變頻電機(jī)為防爆電機(jī),與變頻電機(jī)相配套的電設(shè)備均采用防爆設(shè)備;當(dāng)然驅(qū)動裝置30也可以米用液壓驅(qū)動。
所述護(hù)盾裝置的中盾22內(nèi)部四周還安裝有推進(jìn)油缸41和撐靴裝置42,防爆型TBM在掘進(jìn)過程中,撐靴裝置42用于撐緊巖壁,推進(jìn)油缸41通過推動主機(jī)梁作用于刀盤11使其向前掘進(jìn)。其中,推進(jìn)油缸41的液壓設(shè)備為防爆設(shè)備,具體地,液壓設(shè)備中可以產(chǎn)生電火花的設(shè)備為防爆設(shè)備。所述護(hù)盾裝置的中盾22上進(jìn)一步安裝有管片拼裝機(jī)51,管片拼裝機(jī)51位于后盾23的下方;工作時(shí),管片拼裝機(jī)51在后盾23的保護(hù)下進(jìn)行管片52的拼裝。所述防爆型TBM上還設(shè)置有出渣裝置,具體地,所述出渣裝置包括螺旋輸送機(jī)61和皮帶輸送機(jī)62 ;其中,當(dāng)防爆型TBM處于土壓平衡掘進(jìn)模式,在刀盤11后方安裝土壓平衡模式回轉(zhuǎn)接頭12,護(hù)盾裝置的前盾21連接螺旋輸送機(jī)61,其中螺旋輸送機(jī)61傾斜設(shè)置,其頭部位于刀盤11的底部;當(dāng)防爆型TBM處于TBM掘進(jìn)模式,在刀盤11后方安裝TBM模式回轉(zhuǎn)接頭13,刀盤11上還設(shè)置有溜渣槽131和溜渣板132 (示于圖2中);其中溜渣槽131位于刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)的中部,與皮帶輸送機(jī)62連接。所述防爆型TBM還進(jìn)一步設(shè)有除塵裝置70,用于降低作業(yè)區(qū)域的粉塵含量,改善作業(yè)環(huán)境,保障作業(yè)人員的身體健康。這里需要指出的是,上述驅(qū)動裝置30的電設(shè)備及推進(jìn)油缸41的液壓設(shè)備均為防爆設(shè)備,實(shí)際上,所述防爆型TBM上可產(chǎn)生電火花的設(shè)備均采用防爆設(shè)備,即所述防爆型TBM整機(jī)集成防爆電器、液壓、流體設(shè)備,使得整機(jī)符合國家煤礦防爆標(biāo)準(zhǔn)。由于防爆型TBM整機(jī)防爆集成,可以避免電火花的產(chǎn)生及其引起的災(zāi)難性事故。工作時(shí),當(dāng)開挖面穩(wěn)定性差或者含水較多煤層時(shí),安裝土壓平衡模式回轉(zhuǎn)接頭12及螺旋輸送機(jī)61,此時(shí),防爆型TBM處于土壓平衡掘進(jìn)模式,為封閉式掘進(jìn)模式;刀盤11在驅(qū)動裝置30的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn),通過推進(jìn)油缸41提供的推力向前方掘進(jìn),切削下的煤巖通過螺旋輸送機(jī)61輸送至隧道外。同時(shí),除塵裝置70不斷進(jìn)行除塵作業(yè),降低作業(yè)區(qū)域的粉塵含量;當(dāng)推進(jìn)油缸41到達(dá)最大行程時(shí),停止掘進(jìn),通過管片拼裝機(jī)51拼裝管片52 ;依次往復(fù)作業(yè),實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)作業(yè),使巷道一次成型。當(dāng)開挖面圍巖能夠自穩(wěn),巖層穩(wěn)定性較好時(shí),安裝TBM模式回轉(zhuǎn)接頭13及皮帶輸送機(jī)62,在刀盤11上進(jìn)一步安裝溜渣槽131和溜渣板132,其中溜渣槽131位于刀盤11后方的中部,與皮帶輸送機(jī)62連接,溜渣板132用于將刀具挖掘的煤巖刮落并送入溜渣槽131 ;此時(shí),防爆型TBM處于TBM掘進(jìn)模式,為敞開式掘進(jìn)模式。同樣地,刀盤11在驅(qū)動裝置30的驅(qū)動下旋轉(zhuǎn),通過推進(jìn)油缸41提供的推力向前方掘進(jìn),切削下的煤巖通過溜渣槽131送入皮帶輸送機(jī)62,同時(shí)除塵裝置70不斷進(jìn)行除塵作業(yè),降低作業(yè)區(qū)域的粉塵含量;當(dāng)推進(jìn)油缸41到達(dá)最大行程時(shí),停止掘進(jìn),通過管片拼裝機(jī)51拼裝管片52 ;依次往復(fù)作業(yè),實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)、支護(hù)作業(yè),使巷道一次成型。本發(fā)明提供的防爆型TBM由于其電設(shè)備和液壓設(shè)備均采用了防爆設(shè)備,可以避免電火花的產(chǎn)生,使其可以在含有煤塵和瓦斯的煤礦巷道施工,避免災(zāi)難性事故的發(fā)生;此夕卜,由于該防爆型TBM能夠在土壓平衡掘進(jìn)模式和TBM掘進(jìn)模式之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換,使用范圍廣。可以對上述防爆型TBM作出改進(jìn)。進(jìn)一步地,可以在管片拼裝機(jī)51上設(shè)置超前鉆機(jī)安裝位,在TBM掘進(jìn)模式中,如遇到破碎圍巖,需要超前地質(zhì)加固時(shí),可以在管片拼裝機(jī)51上安裝安裝超前鉆機(jī)81,并在中盾22上設(shè)置超前注漿管82 ;通過超前鉆機(jī)81和超前注漿管82進(jìn)行超前地質(zhì)注漿加固作 業(yè),有效降低工程風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)一步地,在前盾21上設(shè)有穩(wěn)定器90,在硬巖地質(zhì)條件下可以吸收主機(jī)的振動,在換刀時(shí)還可以防振并穩(wěn)定護(hù)盾裝置。本發(fā)明所提供的防爆型TBM在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上整機(jī)集成防爆電器、液壓、流體設(shè)備,整機(jī)符合國家煤礦防爆標(biāo)準(zhǔn),使得防爆型TBM可以直接用于煤礦巷道作業(yè),不需要額外進(jìn)行隔爆處理。以上對本發(fā)明所提供的防爆型TBM進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述,以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出,對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在不脫離本發(fā)明原理的前提下,還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾,這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種防爆型TBM,包括 刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu),用于破碎煤巖; 驅(qū)動裝置,安裝于護(hù)盾裝置的前盾,并與所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)的刀盤連接,用于驅(qū)動所述刀盤旋轉(zhuǎn); 推進(jìn)油缸,安裝于所述護(hù)盾裝置的中盾; 其特征在于,所述驅(qū)動裝置的電設(shè)備及所述推進(jìn)油缸的液壓設(shè)備均為防爆設(shè)備。
2.如權(quán)利要求I所述的防爆型TBM,其特征在于,所述護(hù)盾裝置的中盾安裝有用于拼裝管片的管片拼裝機(jī),所述管片拼裝機(jī)位于所述護(hù)盾裝置的后盾下方。
3.如權(quán)利要求2所述的防爆型TBM,其特征在于,所述管片拼裝機(jī)上還設(shè)置有超前鉆機(jī)。
4.如權(quán)利要求I所述的防爆型TBM,其特征在于,所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)包括土壓平衡模式回轉(zhuǎn)接頭和TBM模式回轉(zhuǎn)接頭,以便所述防爆型TBM能夠在土壓平衡掘進(jìn)模式和TBM掘進(jìn)模式之間轉(zhuǎn)換。
5.如權(quán)利要求4所述的防爆型TBM,其特征在于,所述防爆型TBM處于TBM掘進(jìn)模式,所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)置有溜渣板和溜渣槽,所述溜渣槽位于所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)的中部,且與皮帶輸送機(jī)連接。
6.如權(quán)利要求4所述的防爆型TBM,其特征在于,所述防爆型TBM處于土壓平衡掘進(jìn)模式,所述護(hù)盾裝置的前盾連接螺旋輸送機(jī),所述螺旋輸送機(jī)的頭部位于所述刀盤的底部。
7.如權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的防爆型TBM,其特征在于,進(jìn)一步包括除塵裝置,以便降低作業(yè)區(qū)域的粉塵含量。
8.如權(quán)利要求I至6任一項(xiàng)所述的防爆型TBM,其特征在于,所述護(hù)盾裝置的前盾上設(shè)有穩(wěn)定器,用于防振和穩(wěn)定所述護(hù)盾裝置。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種防爆型TBM,包括刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu),用于破碎煤巖;驅(qū)動裝置,安裝于護(hù)盾裝置的前盾,并與所述刀盤掘進(jìn)機(jī)構(gòu)的刀盤連接,用于驅(qū)動所述刀盤旋轉(zhuǎn);推進(jìn)油缸,安裝于所述護(hù)盾裝置的中盾;所述驅(qū)動裝置的電設(shè)備及所述推進(jìn)油缸的液壓設(shè)備均為防爆設(shè)備。由于該防爆型TBM的電設(shè)備及液壓設(shè)備均為防爆設(shè)備,消除了產(chǎn)生電火花的隱患,使得該防爆型TBM能夠用于含有煤塵和瓦斯的煤礦巷道,提高了作業(yè)安全性。
文檔編號E21D9/08GK102926762SQ20121047859
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月22日
發(fā)明者李建斌, 趙華, 張寧川, 卓興建, 王杜娟, 賈連輝, 蒲曉波, 賀飛 申請人:中鐵隧道裝備制造有限公司