一种多锤式隧道掘进机、控制方法及应用技术

本发明专利技术属于隧道开采设备技术领域，公开了一种多锤式隧道掘进机、控制方法及应用，包括用于通过两组多锤式凿岩部对矿物岩石进行破碎切割的凿岩模块、用于通过两个回转装置带动两组多锤式凿岩部相对本体部进行左右转动的回转模块、用于通过设置在本体部上的左右两个操纵台控制和操纵整台机器动作的操纵模块、用于将破碎的岩石传输到后侧的运输模块、用于通过履带行走装置带动整机的移动行走，调动设备的前进、后退及转弯的行走模块和用于通过两个液压泵站为整机提供动力的驱动模块。本发明专利技术降低了危险性，提高安全性；设备性价比更优，施工工艺适应范围更广；全断面一次施工，解决岩石硬度在f≥8以上破碎，降低了刀具消耗。

【技术实现步骤摘要】
一种多锤式隧道掘进机、控制方法及应用
本专利技术属于隧道开采设备
，尤其涉及一种多锤式隧道掘进机、控制方法及应用。
技术介绍
目前：在金属矿和非金属矿的开采及铁路、公路的工程硬岩隧道施工中，以钻爆法为广泛的应用，部分会采用TBM(岩石隧道掘进机)法和悬臂式掘进机法。钻爆法施工是钻孔、填炸药、爆破方式；TBM法施工则是超大型综合系统设备，应用于岩石地层；悬臂式掘进机法则是应用于岩石硬度f≤8以下隧道。目前在隧道开挖中，钻爆法地质适应能力好，广泛使用的是气腿式凿岩机或凿岩台车钻孔。一、钻爆法施工目前在隧道开挖中，钻爆法地质适应能力好，广泛使用的是气腿式凿岩机或凿岩台车钻孔，主要缺点：1、隧道施工之工人需求量大，工序多，施工组织复杂，工期较长，超欠挖量大、安全性差；2、钻孔数量大、钻孔时间随着岩石硬度的提高，变得越来越慢；钻孔利刃耗换率越来越大；特别是在岩石硬度在f≥10以上，钻孔利刃耗换率更大，效率会非常慢。3、爆破时会导致围岩的松动，易发生塌方；易出现超挖问题，超挖的害处：①增加了造价；②加大了对围岩的扰动；③造成隧道内壁面不平整，给后续的网喷、防水板铺设、模筑混凝土衬砌工作增加了难度。4、炸药量需求大，需审批、存放难，危险大。二、TBM(岩石隧道掘进机)法施工缺点TBM是超大型的综合系统设备，应用于岩石地层，其设备特点决定了施工方法：①超大型综合设备，要求较安全的运输通道和组装场地及配套设备；②隧道工厂化施工，要求配套设施齐全，且布局合理；③施工速度快，要求材料、配件的供给储存必须满足需要；④TBM设备复杂，对地质较敏感，灵活性小，对前期配套工程的依赖性强；⑤TBM施工环节多，相互协调要求高；⑥用水量、用电量、刀具消耗量大。由于TBM单机价格十分昂贵，TBM在工程造价成本中设备费约占总报价的1/4。设备的修理费包括大修理费、经常性修理费、替换设备费，也是很大一笔开销，更换设备时需进口配件，周期长。对于工程造价成本过低的隧道项目，只能“望梅兴叹”。三、悬臂式掘进机法施工其设备截割头尺寸过小特点决定了施工方法：1、对于超大隧道，采取多层/左右掘进，施工工艺过于复杂；2、截割头尺寸过小，相对TBM法施工速度慢，比钻爆施工速度提高近1/3；3、刀具消耗量大；4、对于岩石硬度在f≥8以上，截齿损耗急剧增加，配件费用急剧增加；如果距离过长，配件费用也相当大。5、岩石隧道掘进时易发生粉尘过大，影响视线、人员健康。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有以掘进机掘进，或爆破法为代表的，在岩石硬度f≥8的岩石巷道掘进，及金属矿、非金属矿开采破碎等，存在着单位能耗大、动力消耗和掘进费用高的突出问题，尤其是掘进机掘进时截割头截齿磨损严重，设备震动突出，导致设备部件发生损坏，故障率急剧上升。解决以上问题及缺陷的难度为：(1)寻找新的破岩方式替代现有破岩方式；(2)创新新的结构形式代替现有结构；(3)降低破岩易损件的损耗及成本。解决以上问题及缺陷的意义为：(1)为客户提高生产效率；(2)降低客户的设备采购成本；(3)降低客户的设备维护成本。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种多锤式隧道掘进机、控制方法及应用。本专利技术是这样实现的，一种多锤式隧道掘进机包括：遥控兼手动功能两种操纵模式分别控制操纵凿岩部实现掘进开采作业。凿岩模块，用于通过两组多锤式凿岩部对矿物岩石进行破碎切割，实现全断面的破碎；回转模块，用于通过两个回转装置带动两组多锤式凿岩部相对本体部进行左右转动；操纵模块，用于通过设置在本体部上的左右两个操纵台控制和操纵整台机器动作；运输模块，用于将破碎的岩石传输到后侧；行走模块，用于通过履带行走装置带动整机的移动行走，调动设备的前进、后退及转弯；驱动模块，用于通过两个液压泵站为整机提供液压动力；第一运输机部采用电机+减速器驱动方式；电控模块，设置在本体部上，具有双遥控操纵功能，用于为两个液压泵站电机、第一运输机电机、照明及其它配套附件提供电力。进一步，所述凿岩模块设置有两组多锤式凿岩部，所述多锤式凿岩部前端设置有三个冲击钎杆，三个冲击钎杆均连接有一套用于为其提供冲击破碎动力的破碎动力装置，由液压系统提供动力，液压驱动活塞做往复运动，高速活塞反复击打冲击钎杆根部，冲击钎杆头部高频冲击矿物岩石，从而对矿物岩石进行破碎切割，实现全断面的破碎。所述破碎动力装置后端连接有第二连接架，所述第二连接架后端铰接有第一连接架，所述第一连接架下端安装在本体部上回转模块的两个回转装置上。进一步，所述第一连接架下端铰接有用于控制第一连接架上下摆动的第一伸缩装置，第一伸缩装置的另一端与回转模块的回转支架铰接，所述第一连接架上端铰接有用于控制两个第二连接架上下摆动的第二伸缩装置，所述第二伸缩装置另一端与第二连接架铰接。进一步，所述回转模块设置有两个回转装置，两个回转装置的动力输出端固定连接两个回转支架，两个回转支架分别与两个第一连接架铰接，由四个回转油缸分别带动两个回转支架绕回转轴承转动，带动两个凿岩部相对本体部左右转动。进一步，所述运输模块包括设置在两个凿岩部下方的铲板部和用于将铲板部中物料输出的第一运输机；所述铲板部包括与本体部相铰接的主铲板和分别设置在主铲板两端的左铲板和右铲板，左铲板、右铲板分别固定连接在主铲板的左右两侧；铲板部还包括设置在铲板部上表面的两个转动盘和固定在转动盘上的多个集料齿，转动盘的动力输入端均固定连接有液压马达；所述第一运输机为中单链刮板输送机，包括前溜槽、后溜槽、驱动装置、第一涨紧装置和刮板链组件。进一步，所述行走模块包括设置在本体部的下部的行走部，所述行走部为履带行走装置，履带行走装置包括设置在本体部下部的履带架、包覆在履带架上的履带链及用于驱动履带链动作的行走液压马达、减速机和驱动轮，在履带链的内部还设置有导向装置、涨紧装置和支重轮。进一步，所述电控模块采用双遥控功能，分别控制操纵两个凿岩部。本专利技术的另一目的在于提供一种所述多锤式隧道掘进机的控制方法，所述多锤式隧道掘进机的控制方法本专利技术具有双遥控功能，通过遥控器启动液压泵站，启动行走部调动本设备位于巷道工作面中位附近，直行至巷道工作面前端，操作人员分别操作遥控器，来操纵在本体部前部的两个凿岩部对巷道工作面进行掘进开采作业；在工作时，凿岩部可通过回转装置、回转支架、第一连接架、第二连接架和第一伸缩装置、第二伸缩装置调整到不同的位置，实现了对巷道全断面的开采。全断面的开采完成后，进行开采物料运输，通过遥控器操纵凿岩部辅助铲板部收集，再由第一运输机部运输至本设备后端，再通过其他转载设备运走，远端的物料则需要启动行走部调动本设备到其附近进行收集，待物料收集完毕后；再启动行走部调动本设备位于巷道工作面中位附近来准备重复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多锤式隧道掘进机，其特征在于，所述多锤式隧道掘进机包括：/n凿岩模块，用于通过两组多锤式凿岩部对矿物岩石进行破碎切割，实现全断面的破碎；/n回转模块，用于通过两个回转装置带动两组多锤式凿岩部相对本体部进行左右转动；/n操纵模块，用于通过设置在本体部上的左右两个操纵台控制和操纵整台机器动作；/n运输模块，用于将破碎的岩石传输到后侧；/n行走模块，用于通过履带行走装置带动整机的移动行走，调动设备的前进、后退及转弯；/n驱动模块，用于通过两个液压泵站为整机提供液压动力；/n电控模块，设置在本体部上，用于为两个液压泵站电机、第一运输机电机、照明及其它配套附件提供电力。/n

【技术特征摘要】
1.一种多锤式隧道掘进机，其特征在于，所述多锤式隧道掘进机包括：
凿岩模块，用于通过两组多锤式凿岩部对矿物岩石进行破碎切割，实现全断面的破碎；
回转模块，用于通过两个回转装置带动两组多锤式凿岩部相对本体部进行左右转动；
操纵模块，用于通过设置在本体部上的左右两个操纵台控制和操纵整台机器动作；
运输模块，用于将破碎的岩石传输到后侧；
行走模块，用于通过履带行走装置带动整机的移动行走，调动设备的前进、后退及转弯；
驱动模块，用于通过两个液压泵站为整机提供液压动力；
电控模块，设置在本体部上，用于为两个液压泵站电机、第一运输机电机、照明及其它配套附件提供电力。


2.如权利要求1所述的多锤式隧道掘进机，其特征在于，所述凿岩模块设置有两组多锤式凿岩部，所述多锤式凿岩部前端设置有三个冲击钎杆，三个冲击钎杆均连接有一套用于为其提供冲击破碎动力的破碎动力装置，由液压系统提供动力，液压驱动活塞做往复运动，高速活塞反复击打冲击钎杆根部，冲击钎杆头部高频冲击矿物岩石，从而对矿物岩石进行破碎切割，实现全断面的破碎；所述冲击钎杆后端连接有第二连接架，所述第二连接架后端铰接有第一连接架，所述第一连接架下端安装在本体部上回转模块的两个回转装置上。


3.如权利要求2所述的多锤式隧道掘进机，其特征在于，所述第一连接架下端铰接有用于控制第一连接架上下摆动的第一伸缩装置，第一伸缩装置的另一端与回转模块的回转支架铰接，所述第一连接架上端铰接有用于控制两个第二连接架上下摆动的第二伸缩装置，所述第二伸缩装置另一端与第二连接架铰接。


4.如权利要求1所述的多锤式隧道掘进机，其特征在于，所述回转模块设置有两个回转装置，两个回转装置的动力输出端固定连接两个回转支架，两个回转支架分别与两个第一连接架铰接，由四个回转油缸分别带动两个回转支架绕回转轴承转动，带动两个凿岩部相对本体部左右转动。


5.如权利要求1所述的多锤式隧道掘进机，其特征在于，所述运输模块包括设置在两个凿岩部下...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟士军，
申请(专利权)人：山西晟特恒采矿工程机械有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14