隧道挖掘机制造技术

本发明专利技术提供一种用于在岩石中挖掘隧道的机器(10)。机器(10)包括：导向钻孔组件(12)，其用于在岩壁(14)中且大致垂直地在岩壁中钻出一系列干涉平行孔或导向孔；以及爆破孔钻孔组件(16)，其用于在导向孔或前一爆破孔周围钻出一系列爆破孔。机器(10)还包括：装药处理和装载组件(18)，其用于将推进剂装药(20)装入第一系列孔；以及点火系统(22)，其用于点燃装药。还包括：岩石清理装置(26)，其用于从爆破面移除爆破岩石；以及岩石挑拣件，其用于清除并挑拣底部、顶部或壁部，以使机器(10)进入隧道中；以及移动组件(28)，其用于使机器(10)向前移动。还包括控制台，其设置有用于控制导向钻孔组件(12)、爆破孔钻孔组件(16)、装药处理和装载组件(18)、点火系统、岩石清理装置(26)、岩石挑拣件(24)、用于气体检测和管理的测量系统、岩石应力测量系统和记录系统的控制装置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】隧道挖掘机
本专利技术涉及一种用于在岩石中挖隧道的机器。
技术介绍
专利技术人知道使用烈性炸药将岩石炸裂以在岩石中挖掘隧道。虽然这是已为大家接受的用于在岩石中形成隧道的方法，但其具有许多缺点和限制。传统的炸药使钻孔周围及其附近的大约高达100mm的直径的区域中的岩石和矿石因炸药而雾化，包括诸如金的矿石，并且产生大体积的有毒灰尘。会遗失灰尘中的矿石，并且为了安全原因需要以很大的成本管理灰尘。(在一些情况中)使用烈性炸药需要疏散或部分地疏散整个矿井，导致停歇时间。由于由烈性炸药导致的冲击波，所以矿井的其他部分可能塌陷或者不稳定，这导致已经危险的工作环境的威胁。另外，使高浓度的矿石礁或矿脉与岩石一起爆炸，这使矿石广泛地稀释。出于明显的原因，使用传统炸药的隧道挖掘方法可能不是连续的。本专利技术人也是隧道挖掘方法的专利技术人，该隧道挖掘方法使用推进剂基弹药，而不是炸药。此方法包括以下步骤：在岩壁中且大致垂直地在岩壁中钻出一系列干涉平行孔或导向孔，在导向孔周围钻出第一列爆破孔，将推进剂装药装入第一系列孔，点燃装药，以及对另一系列爆破孔重复该过程，直到达到隧道的直径为止。专利技术人相信，此方法本身适于自动化和用于高速连续挖掘隧道的机器。本专利技术的一个目的是提供一种用于在岩石中挖掘隧道的机器，其是半自动的或全自动的、连续的、快速的并且比传统的隧道挖掘方法更安全且更可控，并且其不具有使用烈性炸药的缺点。
技术实现思路
根据本专利技术，提供了一种用于在岩石中挖掘隧道的机器，该机器包括：导向钻孔组件，用于在岩壁中且大致垂直地在岩壁中钻出一系列干涉平行孔或导向孔；爆破孔钻孔组件，用于在导向孔或前一爆破孔周围钻出一系列爆破孔；装药处理和装载组件，用于将推进剂装药装入第一系列孔；点火系统，用于点燃装药；岩石清理装置，用于从爆破面移除爆破岩石；岩石挑拣件，用于清除并挑拣底部、顶部或壁部，以使机器进入隧道中；移动组件，用于使机器向前移动；以及控制台，设置有用于控制导向钻孔组件、爆破孔钻孔组件、装药处理和装载组件、点火系统、岩石清理装置和岩石挑拣件的控制装置。控制台优选地可以位于远处，以用于从远处的位置操作机器。气体检测传感器系统可形成控制系统的一部分。这种系统将检测并测量甲烷气体的浓度，并且将停止机器的任何行动以防止气体的意外点火。在任何钻孔或爆破继续之前将采取防止气体点火的行动。这通过用清洁空气净化该区域以将甲烷浓度稀释到低于临界点火混合量来实现。可包括岩石应力测量系统，以连续地测量周围岩石中的应力。隧道的尺寸将被记录为传感器系统的一部分。所有结果将被发送到控制系统，并且将形成矿井规划系统的一部分。该机器还可包括用于制造丝网衬里的网制造组件，该丝网衬里用于为隧道的壁部和顶部逐渐形成衬里。网制造组件包括一组纵向丝锭和一组横向丝锭或锭子。在沿着隧道的形状布置的成形轮上输出纵向丝。在纵向丝下方通过定向引导件和进给轮横向地拉出横向丝，并且通过一组焊接槌将横向丝推动并焊接到纵向丝的下侧。焊接操作将在喷水下进行，以防止可能位于附近的甲烷气体混合物的意外点燃。岩石清理装置可包括向下前延伸的一对铲斗型的传送器，该传送器布置在V形臂上，以用于在机器前面的隧道的底部上拖拉任何岩石。臂可在水平面中枢转，以允许每个臂沿侧弧扫过。传送器还可被构造为具有向前和向后的运动。岩石清理装置还包括传送带，以在机器的下方运送岩石并运送到另一传送器系统上，以使岩石从隧道移出。机器还可设置有烟尘抑制系统，通常是用于吸入含尘空气的抽吸装置和过滤系统。装药处理和装载组件可包括用于存储破岩弹药的主装药存储容器和用于容纳一爆破周期所需的数量的弹药的辅助装载弹仓。装药传送器使主装药存储容器与装载弹仓连接。往复式槌一次将一个弹药从弹仓下方转移到钻孔中。在一对或一组钻头的情况下，往复式槌以与这对或这组钻头相同的距离隔开。点火系统的点火器位于往复式槌的端部处，当点火器被插入在所需深度时该点火器点燃装药。用于钻出一系列爆破孔的爆破孔钻孔组件可包括液压臂并布置在液压臂上，该液压臂被构造为在x轴、y轴或z轴中的任一个或多个上移动。其还可包括布置在可旋转的轨道上的两对或更多对凿岩机，该多对凿岩机可沿着轨道移动。爆破孔钻孔组件还可用于根据需要钻出用于顶部锚的孔。导向钻孔组件可布置在其自己的液压臂上，该液压臂被构造为在x轴、y轴或z轴中的任一个或多个上移动。导向钻孔组件臂还可承载用于清除并挑拣底部、顶部或壁部的岩石挑拣件。用于使机器向前和向后移动的移动组件可包括一组连续带轨。在采矿场采掘机的情况中，移动组件还可包括一组横向轨道，该横向轨道被构造为当不使用时被抬起。在使用中，远处的操作员将在岩壁中且大致垂直地在岩壁中钻出导向孔，然后在导向孔周围钻出一系列爆破孔。将钻出下一列孔。在钻出下一列孔的同时，操作员将使用装药处理和装载组件来用推进剂基弹药装载第一系列孔，装药一旦完成就点燃该弹药。当由爆破形成岩石时，岩石清理装置从爆破面移除爆破岩石。如果需要的话，可使用用于清除并挑拣底部、顶部或壁部的岩石挑拣件使机器进入隧道中。当形成隧道时，通过移动组件使机器向前移动。通常，干涉孔或导向孔将在岩壁中产生自由面，并且需要尽可能大。理想地，如果爆破孔是1.2m，那么孔将至少3m深。导向孔必须比爆破孔深，以使岩壁减压。可将通常100mm或更大的直径的孔用作导向孔。也可将在彼此下方钻出以形成切口的一系列更小的孔用作导向孔。可在导向孔周围钻出用于产生第一切口的第一系列爆破孔。可在与导向孔相距特定距离处钻出作为主要破坏孔的爆破孔。这些孔和导向孔之间的距离可以使得将实现在导向孔中的最大破坏。可钻出比1.2m更深的孔，但是然后将控制爆破孔中的弹药的放置和间隔。可将两个或更多个隔开的弹药插入该孔中。弹药的所承载的推进剂重量可以变化，最大的弹药通常是最深的。主要破坏孔的装载可布置为，在孔的最深端中具有180克的最小负载的破坏弹药。然后可用6-8mm颗粒大小的集料填充该孔，以接近孔深的60％-70％。可在孔中装入不少于100克负载的前破坏弹药，并且可用填塞材料填充该孔，以与边缘相距接近100-75mm。可将填塞插头放在孔中，以阻止填塞材料的运动，并使弹药具有完全点火并累积压力的必要时间。通常，轨道宽度是大约2500mm，并且机器的重量在20吨到25吨之间。将根据岩石的类型来预先编程钻头定位。将通过电和水供应管道供应功率。大约25m的装药容量将是足够的，并且大约125m的丝网容量将是足够的。期望使机器以大约5m每小时的最小速度挖掘隧道。当操作被充分优化时，可实现更高的速度。附图说明参考附图，通过实例进一步描述本专利技术。在附图中：图1示出了根据本专利技术的用于在岩石中挖掘隧道的机器的前侧视立体图；图2示出了用于在岩石中挖掘隧道的机器的前俯视立体图；图3示出了用于在岩石中挖掘隧道的机器的后侧视立体图；图4示出了用于在岩石中挖掘隧道的机器的钻孔和装药系统的俯视立体图；图5示出了用于在岩石中挖掘隧道的机器的岩石清理装置的俯视立体图；图6示出了用于在岩石中挖掘隧道的机器的移动组件的俯视立体图；图7示出了用于在岩石中挖掘隧道的机器的丝网制造组件的俯视立体图；图8示出了钻出导向孔的用于在岩石中挖掘隧道的机器的侧视图；图9示出了钻出爆破孔的机器的侧视图；图10示出了对爆破孔本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在岩石中挖掘隧道的机器，所述机器包括：导向钻孔组件，用于在岩壁中且大致垂直地在所述岩壁中钻出一系列干涉平行孔或导向孔；爆破孔钻孔组件，用于在所述导向孔或前一爆破孔周围钻出一系列爆破孔；装药处理和装载组件，用于将推进剂装药装入第一系列孔；点火系统，用于点燃所述装药；岩石清理装置，用于从爆破面移除爆破岩石；岩石挑拣件，用于清除并挑拣底部、顶部或壁部，以使所述机器进入所述隧道中；移动组件，用于使所述机器向前移动；以及控制台，设置有用于控制所述导向钻孔组件、所述爆破孔钻孔组件、所述装药处理和装载组件、所述点火系统、所述岩石清理装置和所述岩石挑拣件的控制装置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.07.28 ZA 2015/054111.一种用于在岩石中挖掘隧道的机器，所述机器包括：导向钻孔组件，用于在岩壁中且大致垂直地在所述岩壁中钻出一系列干涉平行孔或导向孔；爆破孔钻孔组件，用于在所述导向孔或前一爆破孔周围钻出一系列爆破孔；装药处理和装载组件，用于将推进剂装药装入第一系列孔；点火系统，用于点燃所述装药；岩石清理装置，用于从爆破面移除爆破岩石；岩石挑拣件，用于清除并挑拣底部、顶部或壁部，以使所述机器进入所述隧道中；移动组件，用于使所述机器向前移动；以及控制台，设置有用于控制所述导向钻孔组件、所述爆破孔钻孔组件、所述装药处理和装载组件、所述点火系统、所述岩石清理装置和所述岩石挑拣件的控制装置。2.根据权利要求1所述的岩石隧道挖掘机，其中，所述控制台位于远处并且还包括：用于测量气体浓度的测量系统；用于稀释气体浓度的系统；岩石应力测量系统；以及用于将测量结果报告给开采计划的记录系统。3.根据权利要求1或权利要求2所述的岩石隧道挖掘机，包括用于制造丝网衬里的网制造组件，所述丝网衬里用于为所述隧道的壁部和顶部逐渐形成衬里。4.根据权利要求3所述的岩石隧道挖掘机，其中，所述网制造组件包括一组纵向丝锭和一组横向丝锭或锭子，并且其中，在沿着所述隧道的形状布置的成形轮上进给出纵向丝，并且在所述纵向丝下方通过定向引导件和进给轮横向地拉出横向丝，并且通过一组焊接槌将所述横向丝推动并焊接到所述纵向丝的下侧。5.根据前述权利要求中任一项所述的岩石隧道挖掘机，其中，所述岩石清理...

【专利技术属性】
技术研发人员：安德烈·范·戴克，
申请(专利权)人：安德烈·范·戴克，
类型：发明
国别省市：南非,ZA