一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备及方法技术

本申请涉及隧道或矿山挖掘技术领域，提供一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备及方法，该软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备包括移动车体、驱动组件、滑动座、绳锯切割组件、转动组件、钻孔组件和支护组件；驱动组件设置在移动车体上，滑动座滑动设于移动车体上并与驱动组件传动连接；转动组件设于移动车体的一端，钻孔组件和支护组件均可拆卸式设于转动组件上。通过钻孔组件在软弱围岩上形成超前导向孔，以便绳锯切割组件对软弱围岩进行切割以形成用于安装支护组件的缝隙，支护组件能对软弱围岩起到良好的防塌方、防漏水及增固作用，保证下方的软弱围岩方便挖掘，具有施工简单、挖掘效率及质量高的优点。

A fiber mesh pre support structure and rapid construction equipment and method for weak surrounding rock

【技术实现步骤摘要】
一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备及方法
本申请属于隧道或矿山挖掘
，更具体地说，是涉及一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备及方法。
技术介绍
软弱围岩地层具有强度低、含水率高、自稳能力差等特点，因此在软弱围岩地层中进行洞室开挖施工时，极易出现围岩变形过大或出现洞室坍塌的情况，极大的危及施工人员的生命安全。而且，常用的隧道开挖方法主要以矿山法为主，该方法存在施工质量差、成本高、效率低等突出问题。在进行深井作业或隧道施工作业时，当发生塌方事故时，能够快速到达塌方位置是保证人员生命财产安全的最有效保障。然而，由于塌方体松软且易扰动，要开挖出一条直通塌方位置的通道是极为困难的工程。因此，要快速、安全、有效的进行洞室开挖，需要在传统施工方法的基础上，对洞室掘进的支护及开挖方法和设备进行改进，从而达到快速掘进的目的。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，以解决现有技术中软弱围岩的开挖方法存在挖掘效率低和施工困难的技术问题。为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：提供一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，包括移动车体、驱动组件、滑动座、绳锯切割组件、转动组件、钻孔组件和支护组件；所述驱动组件设置在所述移动车体上，所述滑动座滑动设于所述移动车体上并与所述驱动组件传动连接，所述绳锯切割组件包括设于所述滑动座上的电机和主动轮、设于所述移动车体上的走线轮、可拆式设于所述转动组件上的两根推进杆、设于所述推进杆上的切割压轮以及设于所述主动轮、所述走线轮及所述切割压轮上的切割绳；所述转动组件设于所述移动车体的一端或设于所述滑动座的一端，所述钻孔组件和所述支护组件均可拆卸式设于所述转动组件上。在一个实施例中，所述转动组件包括：设于所述移动车体上的转轴、设于所述转轴上的升降板以及位置可调式设于所述升降板上的挡板，所述挡板的长度方向和所述升降板的长度方向相垂直，所述推进杆、所述钻孔组件及所述支护组件均可拆卸式设于所述挡板上，所述推进杆为液压杆。在一个实施例中，所述驱动组件为丝杆组件，所述移动车体上设有导轨，所述滑动座与所述导轨滑动连接并与所述丝杆组件的滑动块固定连接。在一个实施例中，所述支护组件包括两根立杆以及设于两根所述立杆之间的高强纤维网，两根所述立杆之间的间距与两根所述推进杆之间的间距相同。在一个实施例中，所述立杆为空心杆，所述立杆上开设有若干通孔，所述立杆内能充液氮。在一个实施例中，所述钻孔组件包括两个间隔设于所述挡板上的电钻，以及可拆卸式与各所述电钻连接的螺旋钻杆，所述螺旋钻杆的直径大于或等于所述推进杆和所述立杆的直径。在一个实施例中，所述升降板上设有丝杆组件，所述挡板与所述丝杆组件的滑动块固定连接；或者，所述升降板上设有第一齿形槽，所述挡板上设有第二齿形槽，所述第一齿形槽和所述第二齿形槽啮合，所述挡板和所述升降板的连接处设有卡扣或U型螺栓。在一个实施例中，所述切割绳为金刚石串珠绳。本申请的另一目的在于提供一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工方法，基于上述的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，包括以下步骤：S1、在软弱围岩上确定超前导向孔的钻孔位置、钻孔直径和钻孔深度；S2、将钻孔组件安装于转动组件上，利用钻孔组件的螺旋钻杆对软弱围岩上预定的位置进行钻孔，以形成超前导向孔，并清除超前导向孔内的碎渣；S3、取下钻孔组件，将绳锯切割组件的推进杆安装于转动组件上，并将绳锯切割组件的切割绳环绕在主动轮、走线轮及切割压轮上，并利用电机驱动主动轮转动而使切割绳切割软弱围岩，推进杆向超前导向孔内移动以使切割绳向软弱围岩内部切割；S4、待切割到达预定位置后，取下推进杆，将支护组件安装于转动组件上，并使支护组件的立杆插入超前导向孔内以及使支护组件的高强纤维网插入切割绳切出的缝隙中，到达预定位置后，将支护组件从转动组件上取下；S5、对支护组件下方的软弱围岩进行挖掘。在一个实施例中，在步骤S1中，所述超前导向孔的孔径为200-250mm；在步骤S4中，立杆为空心杆，立杆的管壁上设置通孔，能向立杆内通入液氮；在步骤S5中，采用直径大于推进杆以及挖掘超前导向孔的螺旋钻杆的大直接螺旋钻杆进行挖掘。本申请提供的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备及方法的有益效果在于：通过钻孔组件在软弱围岩上形成超前导向孔，以便绳锯切割组件对软软围岩进行切割以形成用于安装支护组件的缝隙，支护组件能对软弱围岩起到良好的防塌方、防漏水及加固作用，保证下方的软弱围岩方便挖掘，具有施工简单、挖掘效率及质量高的优点。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本申请实施例提供的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备第一种视角的结构示意图；图2为本申请实施例提供的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备中支护组件的结构示意图；图3为本申请实施例提供的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备第二种视角的结构示意图。其中，图中各附图标记：1、移动车体；11、导轨；2、驱动组件；3、滑动座；4、绳锯切割组件；41、电机；42、主动轮；43、走线轮；44、推进杆；45、切割压轮；46、切割绳；5、转动组件；51、转轴；52、升降板；521、第一齿形槽；53、挡板；54、卡扣；6、钻孔组件；61、电钻；62、螺旋钻杆；7、支护组件；71、立杆；72、高强纤维网。具体实施方式为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。如图1-图3所示，现对本申请实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，其特征在于，包括移动车体(1)、驱动组件(2)、滑动座(3)、绳锯切割组件(4)、转动组件(5)、钻孔组件(6)和支护组件(7)；/n所述驱动组件(2)设置在所述移动车体(1)上，所述滑动座(3)设于所述移动车体(1)上并与所述驱动组件(2)传动连接，所述绳锯切割组件(4)包括设于所述滑动座(3)上的电机(41)和主动轮(42)、设于所述移动车体(1)上的走线轮(43)、可拆式设于所述转动组件(5)上的两根推进杆(44)、设于所述推进杆(44)上的切割压轮(45)以及设于所述主动轮(42)、所述走线轮(43)及所述切割压轮(45)上的切割绳(46)；所述转动组件(5)设于所述移动车体(1)的一端或设于所述滑动座(3)的一端，所述钻孔组件(6)和所述支护组件(7)均可拆卸式设于所述转动组件(5)上。/n

【技术特征摘要】
1.一种软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，其特征在于，包括移动车体(1)、驱动组件(2)、滑动座(3)、绳锯切割组件(4)、转动组件(5)、钻孔组件(6)和支护组件(7)；
所述驱动组件(2)设置在所述移动车体(1)上，所述滑动座(3)设于所述移动车体(1)上并与所述驱动组件(2)传动连接，所述绳锯切割组件(4)包括设于所述滑动座(3)上的电机(41)和主动轮(42)、设于所述移动车体(1)上的走线轮(43)、可拆式设于所述转动组件(5)上的两根推进杆(44)、设于所述推进杆(44)上的切割压轮(45)以及设于所述主动轮(42)、所述走线轮(43)及所述切割压轮(45)上的切割绳(46)；所述转动组件(5)设于所述移动车体(1)的一端或设于所述滑动座(3)的一端，所述钻孔组件(6)和所述支护组件(7)均可拆卸式设于所述转动组件(5)上。


2.如权利要求1所述的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，其特征在于：所述转动组件(5)包括：设于所述移动车体(1)上的转轴(51)、设于所述转轴(51)上的升降板(52)以及位置可调式设于所述升降板(52)上的挡板(53)，所述挡板(53)的长度方向和所述升降板(52)的长度方向相垂直，所述推进杆(44)、所述钻孔组件(6)及所述支护组件(7)均可拆卸式设于所述挡板(53)上，所述推进杆(44)为液压杆。


3.如权利要求1所述的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，其特征在于：所述驱动组件(2)为丝杆组件，所述移动车体(1)上设有导轨(11)，所述滑动座(3)与所述导轨(11)滑动连接并与所述丝杆组件的滑动块固定连接。


4.如权利要求2所述的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，其特征在于：所述支护组件(7)包括两根立杆(71)以及设于两根所述立杆(71)之间的高强纤维网(72)，两根所述立杆(71)之间的间距与两根所述推进杆(44)之间的间距相同。


5.如权利要求4所述的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，其特征在于：所述立杆(71)为空心杆，所述立杆(71)上开设有若干通孔，所述立杆(71)内能充液氮。


6.如权利要求4所述的软弱围岩纤维网预支护结构和快速施工设备，其特征在于：所述钻孔组件(6)包括两个间隔设于所述挡板(53)上的电钻(61)，以及可拆卸式与各所述电钻(...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍毅敏，梁炜明，傅鹤林，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43