一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备制造技术

本实用新型专利技术属于煤矿井下坍塌巷道救援技术领域，一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其中若干个顶管形成顶管段，机头内置有有用于纠正机头顶进方向的一级纠偏油缸，纠偏钢管组件抵接在机头的背端，纠偏钢管组件用于纠正机头的顶进方向，顶管段头端抵接在纠偏钢管组件的背端，偏移检测装置用于检测机头顶进方向；纠偏钢管组件为主体为两段式，纠偏钢管组件包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸，前段和后段通过二级纠偏油缸连接，二级纠偏油缸的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸的伸出端铰接在二级纠偏油缸的前段，且二级纠偏油缸在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。

【技术实现步骤摘要】
一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备
本技术属于煤矿井下坍塌巷道救援
，特别是一种井下煤矿坍塌巷道救援用的设备。
技术介绍
目前，我国煤矿井下坍塌巷道救援方法主要有两种：一、人工清障，二、大孔径钻机，这两种掘进方法都有自身的局限性。其一、人工清障方式是指人工借助振动锤、凿岩机等辅助工具，将坍塌的渣石进行破碎及清除，采用木梁支架等简易支护方式，对坍塌巷道进行支护，采用这种边清障、边支护的方式，实现在坍塌巷道中构建一条救援通道。其二、国内煤矿井下大直径钻孔工艺技术普遍采用回转钻进工艺方法，大直径救援孔需采用二次或多次扩孔快速钻进成孔方案，一般采用可以有效控制钻孔方向的组合钻具(直径)完成先导孔，再根据地层条件、钻机能力、钻杆强度和排粉情况等一次或多次扩孔，使钻孔孔径达到的成孔方案。坍塌性巷道施工未知性强、风险性高，现有井下救援通道构建采用人工清障、大口径钻机等手段清理冒落巷道或在完整岩体内掘进新巷道，人工清障存在人员作业安全性低、开挖效率低等问题；大口径钻机需要钻进先导孔后多次扩孔，钻进效率低，配套的大直径钻进装备多为常规钻机改造而来，技术性能、结构设计、专业化程度难以满足大直径钻孔成孔需要，大直径钻孔均采用裸眼或先成孔后下套管的工艺方法完孔，难以满足不稳定地层或深孔条件下大直径钻孔成孔需要，同时，作业效率大大降低。同时，坍塌岩体顶管施工法并不同于传统的顶管施工法，具有以下几点难度：1)设备在坍塌岩体顶进，必定存在刀盘受力不均、管壁沿层受力不均等情况，设备在坍塌岩体中顶进较原始岩体更容易发生偏转；2)由于救援时间十分宝贵，坍塌巷道顶管施工对顶管的掘进速度及安装速度提出了更加严格的要求；3)传统的顶管施工工艺并不能满足坍塌岩体的快速安装、实验场地条件有限等要求，坍塌岩体施工的顶管工艺流程具有较大的差异。坍塌巷道的灾后救援本身不仅在时间上具有紧迫性，还需要考虑安全、快速、高效等多方面影响因素。速度一方面取决于对堆积体预开挖空间内垮落岩块的破解、搬运、清除速度，另一方面取决于对开挖空间围岩有效控制。因此，在对垮塌巷道与块状堆积体结构研究的基础上，准确的方向控制措施、高性能的临时支护设备、高效的开挖装备是垮塌巷道救援通道快速构建装备的关键技术。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，该设备针对煤矿硐室施工、中继间布置、注浆减摩及机头回收，解决了现有煤矿巷道长距离顶管掘进施工成功率低、施工速度慢、机头无法回收等难题。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是：在第一个技术方案中，一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，包括内置有机头、纠偏钢管组件、若干个顶管和偏移检测装置，其中若干个顶管形成顶管段，机头内置有有用于纠正机头顶进方向的一级纠偏油缸，所述纠偏钢管组件抵接在机头的背端，纠偏钢管组件用于纠正机头的顶进方向，所述顶管段头端抵接在纠偏钢管组件的背端，偏移检测装置用于检测机头顶进方向；所述纠偏钢管组件为主体为两段式，纠偏钢管组件包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸，前段和后段通过二级纠偏油缸连接，其中二级纠偏油缸的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸的伸出端铰接在二级纠偏油缸的前段，且二级纠偏油缸在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。在第一个技术方案中，作为优选的，所述偏移检测装置包括相互配合使用的一级指向仪和一级光靶、以及相互配合使用的二级指向仪和二级光靶；其中一级指向仪或一级光靶中之一设置顶管段尾部外侧，另一设置在顶管段尾段；二级指向仪或二级光靶中之一设置顶管段的头段，另一设置在纠偏钢管组件的前段内。在第一个技术方案中，作为优选的，所述一级光靶和二级摄像头处均设有摄像头，该摄像头用于观察一级光靶和二级光靶上标识光点的位置。在第一个技术方案中，作为优选的，所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备还包括轨道、运渣车、以及刮板机，其中轨道铺设在顶管段内的底部，所述运渣车可移动的设置在轨道上；所述刮板机进渣口设置在机头切削头的后方，刮板机的运输段沿着至顶管段运渣车停止位处，以将切削头切削下的杂物运进运渣车。在第一个技术方案中，作为优选的，所述顶管段中相邻顶管的端部内侧具有耳板，相邻顶管通过螺钉穿过耳板的形式对接，且相邻顶管端面之间设有用于封闭相邻顶管端面缝隙的密封板。在第一个技术方案中，作为优选的，所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备还包括顶铁，顶铁为上下分体的长顶铁结构，该顶铁包括上顶铁、下顶铁和导轨，其中下顶铁内壁的底部设有导轨，且顶铁与顶管段尾部对接时导轨和轨道可对接，所述上顶铁和下顶铁可拆卸的连接并组合形成圆筒形，所述上顶铁的外侧顶部设有吊耳。在第一个技术方案中，作为优选的，所述上顶铁和下顶铁的结合面位为水平面，且上顶铁和下顶铁的结合面不高于导轨的顶面。在第一个技术方案中，作为优选的，所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备设置在硐室内，硐室内设有吊装设备，吊装设备包括纵向导轨、手拉小车、横向导轨及电动葫芦，其中纵向导轨沿硐室延伸方向设置在硐室的顶部，手拉小车可人工驱动纵向滑动的安装在纵向导轨上，手拉小车的下方设有沿硐室宽度方向设置的横向导轨，所述电动葫芦可移动的安装在横向导轨上，所述吊装设备用于吊装上顶铁或运渣车空间内移动。在第一个技术方案中，作为优选的，煤矿坍塌巷道顶管救援装备内设有降尘喷雾装置，该降尘喷雾装置包括主管路，至少两个分支管路和水雾喷嘴，所述主管路入水端通过减压阀与外接水管对接，主管路的出水端分别与分支管路入水口连接，水雾喷嘴分支管路储水口；所述主管路由入水端到出水端依次设有反冲洗过滤器、总阀、用于检测主管路内水压的压力传感器和用于显示压力传感器检测数据的压力表；所述分支管路上设有高压球阀和电磁阀；所述水雾喷嘴设置在刮板机进渣口和运渣车停止位处。使用本技术的有益效果是：1.二级大幅度纠偏方法，在原有一级纠偏装置的后端增设了二级纠偏装置，通过采用一级纠偏和二级纠偏复合纠偏策略，能够实现大幅度纠偏，保证在坍塌岩体中准确顶进。2.采用快速吊装方法，在硐室上布置三自由度快速吊装装置，能够调节吊装装置的位置，采用电动葫芦快速将顶管、主顶装置的各模块、机头的各模块吊装到位，节约了设备运输及顶管吊装时间，提高了工作效率。3.根据坍塌巷道的实际情况，优化坍塌巷道施工工艺。附图说明图1为本技术煤矿坍塌巷道顶管救援装备中二次纠偏系统的结构示意图。图2为本技术煤矿坍塌巷道顶管救援装备中吊装设备的结构示意图图3为本技术煤矿坍塌巷道顶管救援装备中顶铁结构示意图图4为本技术煤矿坍塌巷道顶管救援装备中降尘喷雾系统图图5为本技术煤矿坍塌巷道顶管救援装备中管体连接状态图图6为本技术煤矿坍塌巷道顶管救援装备安装方法流程图。附图标记包括：1.一级指向仪；2.顶管；3.一级光靶；4.运渣车；5.二级纠偏油缸；6.机头；7.一级纠偏油缸；8.二级指向仪；9.刮板机；10.二级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：包括内置有机头、纠偏钢管组件、若干个顶管和偏移检测装置，其中若干个顶管形成顶管段，机头内置有有用于纠正机头顶进方向的一级纠偏油缸，所述纠偏钢管组件抵接在机头的背端，纠偏钢管组件用于纠正机头的顶进方向，所述顶管段头端抵接在纠偏钢管组件的背端，偏移检测装置用于检测机头顶进方向；/n所述纠偏钢管组件为主体为两段式，纠偏钢管组件包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸，前段和后段通过二级纠偏油缸连接，其中二级纠偏油缸的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸的伸出端铰接在二级纠偏油缸的前段，且二级纠偏油缸在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。/n

【技术特征摘要】
1.一种煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：包括内置有机头、纠偏钢管组件、若干个顶管和偏移检测装置，其中若干个顶管形成顶管段，机头内置有有用于纠正机头顶进方向的一级纠偏油缸，所述纠偏钢管组件抵接在机头的背端，纠偏钢管组件用于纠正机头的顶进方向，所述顶管段头端抵接在纠偏钢管组件的背端，偏移检测装置用于检测机头顶进方向；
所述纠偏钢管组件为主体为两段式，纠偏钢管组件包括前段、后段和若干个二级纠偏油缸，前段和后段通过二级纠偏油缸连接，其中二级纠偏油缸的缸体固定连接在后端，二级纠偏油缸的伸出端铰接在二级纠偏油缸的前段，且二级纠偏油缸在前段和后段之间左、右分列布置，且可左侧、右侧独立控制顶出。


2.根据权利要求1所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述偏移检测装置包括相互配合使用的一级指向仪和一级光靶、以及相互配合使用的二级指向仪和二级光靶；
其中一级指向仪或一级光靶中之一设置顶管段尾部外侧，另一设置在顶管段尾段；二级指向仪或二级光靶中之一设置顶管段的头段，另一设置在纠偏钢管组件的前段内。


3.根据权利要求2所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述一级光靶和二级摄像头处均设有摄像头，该摄像头用于观察一级光靶和二级光靶上标识光点的位置。


4.根据权利要求1所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述煤矿坍塌巷道顶管救援装备还包括轨道、运渣车、以及刮板机，其中轨道铺设在顶管段内的底部，所述运渣车可移动的设置在轨道上；所述刮板机进渣口设置在机头切削头的后方，刮板机的运输段沿着至顶管段运渣车停止位处，以将切削头切削下的杂物运进运渣车。


5.根据权利要求1所述的煤矿坍塌巷道顶管救援装备，其特征在于：所述顶管段中相...

【专利技术属性】
技术研发人员：王雷，朱玉芹，李梁，刘佳，王新铭，王宇名，王冠雄，
申请(专利权)人：煤科集团沈阳研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21