大断面岩石巷道掘进方法及掘进设备技术

本发明专利技术提供一种大断面岩石巷道掘进方法及掘进设备，属于巷道施工技术领域，大断面岩石巷道掘进方法包括以下步骤：S1、置与岩石巷道轮廓相匹配的轨道或设置运行轨迹与岩石巷道轮廓相匹配的摇臂，并在轨道上可移动设置轮廓切割部或在摇臂上固定轮廓切割部，轮廓切割部沿轨道移动切割或摇臂带动轮廓切割部移动切割，轮廓切割完成后形成中心剩余岩石柱；S2、在切割后的轮廓空间内布设岩石柱分离部，岩石柱分离部沿径向对中心剩余岩石柱进行挤压劈裂；S3、清运从工作面上分离的岩石柱；S4、轨道或摇臂、以及岩石分离部沿掘进方向移动，重复S1

【技术实现步骤摘要】
大断面岩石巷道掘进方法及掘进设备


[0001]本专利技术属于设备巷道施工
，具体涉及一种大断面岩石巷道掘进方法，另外，本专利技术还涉及一种大断面岩石巷道掘进设备。

技术介绍

[0002]目前，在巷道建设中常采用爆破掘进或机械掘进的方式进行挖掘。
[0003]爆破掘进是利用钻机施工钻孔，然后在钻孔内装填炸药进行爆破，爆破后清理碎石即可完成巷道的掘进。爆破掘进方法虽然不受巷道岩石的硬度限制，但是掘进效率低、成本高，而且容易产生安全事故，有较大的安全隐患。
[0004]机械掘进常采用盾构机和反井钻机进行施工，其中盾构机可施工水平巷道，但不能施工竖井工程，而反井钻机只能施工竖井，不能施工水平巷道；另外，这两种设备只能实施全断面的掘进，即对掘进工作面的岩石采用全部破碎后掘进的方式，因此，一方面导致掘进效率较低，另一方面对设备的损耗也比较严重。

技术实现思路

[0005]基于上述背景问题，本专利技术旨在提供一种大断面岩石巷道掘进方法，先进行轮廓掘进，之后再对轮廓掘进后形成的岩石柱进行分离，具有施工速度快，设备损耗低的优势；本专利技术的另一目的是提供一种大断面岩石巷道掘进设备。
[0006]为达到上述目的，一方面，本专利技术实施例提供的技术方案是：
[0007]大断面岩石巷道掘进方法，包括以下步骤：
[0008]S1、岩石巷道轮廓切割：设置与岩石巷道轮廓相匹配的轨道或设置运行轨迹与岩石巷道轮廓相匹配的摇臂，并在轨道上可移动设置轮廓切割部或在摇臂上固定轮廓切割部，轮廓切割部沿轨道移动切割或摇臂带动轮廓切割部移动切割，轮廓切割完成后形成中心剩余岩石柱；
[0009]S2、中心剩余岩石柱的分离：在切割后的轮廓空间内布设岩石柱分离部，岩石柱分离部沿径向对中心剩余岩石柱进行挤压劈裂；
[0010]S3、清运从工作面上分离的岩石柱；
[0011]S4、轨道或摇臂、以及岩石分离部沿掘进方向移动，重复S1
‑
S3步骤。
[0012]另一方面，本专利技术实施例还提供一种大断面岩石巷道掘进设备，包括：
[0013]轨道或摇臂；
[0014]轮廓切割部，滑配连接在所述轨道上或固定在所述摇臂上，用于进行轮廓切割并形成中心剩余岩石柱；
[0015]岩石柱分离部，设置在切割后的轮廓空间内，用于对中心剩余岩石柱施加径向破坏力；
[0016]螺旋推进器，设置在所述轨道和岩石分离部上，以驱动轨道和岩石分离部沿掘进方向移动。
[0017]进一步地，所述轨道为滑轨结构，包括：
[0018]支撑体，具有与岩石巷道轮廓相匹配的形状和尺寸；
[0019]凸轨，设置在所述支撑体的前端，用于供所述轮廓切割部滑配连接；
[0020]齿槽，绕所述支撑体的内外周设置或设置在所述凸轨的前端。
[0021]更进一步地，所述齿槽设置在支撑体的外周上，所述轮廓切割部包括：
[0022]刀盘，与所述凸轨滑配连接，所述刀盘的前端设有切割合金片或电动切割刀具组；
[0023]主动齿轮，设置在所述刀盘的后侧，且与所述齿槽啮合；
[0024]驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述主动齿轮连接，以驱动轮廓切割部移动；
[0025]或所述齿槽设置在滑轨的前端，所述轮廓切割部包括：
[0026]刀盘，与所述凸轨滑配连接，且所述刀盘为中空结构，所述刀盘的前端设有切割合金片或电动切割刀具组；
[0027]电动滚筒，可转动设置在所述刀盘的中空腔内，且与所述齿槽啮合，以驱动轮廓切割部移动。
[0028]进一步地，所述电动切割刀具组包括：
[0029]缝隙切割刀具，所述缝隙切割刀具的切割面与工作面垂直，用于在工作面上切割出平行的多条缝隙，所述缝隙切割刀具为工字型刀具或链锯；
[0030]分离刀具，所述分离刀具的切割面与工作面的夹角可调节设置，用于对相邻两条缝隙之间的岩石切割以使其与工作面分离，所述分离刀具为丁字型刀具。
[0031]更进一步地，所述刀盘的前端可转动设有刀具组支架，所述刀具组支架的前端设有所述切割刀具组，以使所述分离刀具的切割面与工作面的夹角可调。
[0032]更进一步地，所述刀盘的前端面上固定有耳座，所述刀具组支架通过转轴可转动设置在所述耳座上，所述转轴的轴向沿轨道的径向分布；
[0033]所述刀盘上还设有伸缩机构I和伸缩机构II，所述伸缩机构I和伸缩机构II分设在所述耳座的两侧，且所述伸缩机构I和伸缩机构II的伸缩端均与所述刀具组支架抵接，所述伸缩机构I和伸缩机构II的动作方向相反以通过伸缩机构I、伸缩机构II的伸长、收缩控制刀具组支架转动，进而调整分离刀具的切割面与工作面的夹角。
[0034]进一步地，所述工字型刀具包括：
[0035]上锯片，所述上锯片为圆形锯片，所述上锯片切割出的缝隙形成巷道轮廓；
[0036]下锯片，与所述上锯片同轴设置，所述下锯片为圆形锯片，所述下锯片切割出的缝隙形成供所述分离刀具移动的空间；
[0037]连接轴，连接在所述上锯片和下锯片之间，以使上锯片和下锯片同步转动；
[0038]轴套，套设在所述连接轴上，且与所述刀具组支架连接固定；
[0039]进一步地，所述丁字型刀具包括：
[0040]分离锯片，所述分离锯片为圆形锯片；
[0041]锯片转轴，与所述分离锯片连接，且所述锯片转轴与所述下锯片的设置位置相匹配。
[0042]进一步地，所述岩石柱分离部包括劈裂机构和分离机构，分离机构设置在劈裂机构的后侧，且位于中心剩余岩石柱的上方；
[0043]所述劈裂机构包括：
[0044]机体，具有与中心剩余岩石柱匹配的形状和尺寸；
[0045]千斤顶I，设有多个，多个所述千斤顶I沿所述机体分布，所述千斤顶I固定或可移动设置在所述机体上，且所述千斤顶I的伸缩端指向所述中心剩余岩石柱；
[0046]劈裂刀具，连接在所述千斤顶I伸缩端，以通过千斤顶I对中心剩余岩石柱进行径向挤压劈裂；
[0047]所述分离机构包括：
[0048]千斤顶II，与所述机体固定，所述千斤顶II的伸缩端指向所述中心剩余岩石柱；
[0049]挤压板，连接在所述千斤顶II的伸缩端，用于对剩余岩石柱施加向下的压力，以使中心剩余岩石柱从劈裂处断裂。
[0050]与现有技术相比，本专利技术实施例至少具有以下效果：
[0051]1、本专利技术的掘进方法将传统的岩石全断面掘进简化为轮廓掘进，之后再对轮廓掘进后形成的岩石柱进行分离，具有施工速度快，设备损耗低的优势。
[0052]2、本专利技术的掘进设备可施工各种断面的巷道、隧道工程，不仅能施工水平巷道，而且能施工竖井和天井，适用范围广。
附图说明
[0053]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0054]图1为本专利技术实施例1中大断面岩石巷道本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大断面岩石巷道掘进方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、岩石巷道轮廓切割：设置与岩石巷道轮廓相匹配的轨道或设置运行轨迹与岩石巷道轮廓相匹配的摇臂，并在轨道上可移动设置轮廓切割部或在摇臂上固定轮廓切割部，轮廓切割部沿轨道移动切割或摇臂带动轮廓切割部移动切割，轮廓切割完成后形成中心剩余岩石柱；S2、中心剩余岩石柱的分离：在切割后的轮廓空间内布设岩石柱分离部，岩石柱分离部沿径向对中心剩余岩石柱进行挤压劈裂；S3、清运从工作面上分离的岩石柱；S4、轨道或摇臂、以及岩石分离部沿掘进方向移动，重复S1
‑
S3步骤。2.大断面岩石巷道掘进设备，其特征在于，包括：轨道或摇臂；轮廓切割部，滑配连接在所述轨道上或固定在所述摇臂上，用于进行轮廓切割并形成中心剩余岩石柱；岩石柱分离部，设置在切割后的轮廓空间内，用于对中心剩余岩石柱施加径向破坏力；螺旋推进器，设置在所述轨道和岩石分离部上，以驱动轨道和岩石分离部沿掘进方向移动。3.根据权利要求2所述的大断面岩石巷道掘进设备，其特征在于，所述轨道为滑轨结构，包括：支撑体，具有与岩石巷道轮廓相匹配的形状和尺寸；凸轨，设置在所述支撑体的前端，用于供所述轮廓切割部滑配连接；齿槽，绕所述支撑体的内外周设置或设置在所述凸轨的前端。4.根据权利要求3所述的大断面岩石巷道掘进设备，其特征在于，所述齿槽设置在支撑体的内外周上，所述轮廓切割部包括：刀盘，与所述凸轨滑配连接，所述刀盘的前端设有切割合金片或电动切割刀具组；主动齿轮，设置在所述刀盘的后侧，且与所述齿槽啮合；驱动电机，所述驱动电机的输出轴与所述主动齿轮连接，以驱动轮廓切割部移动；或所述齿槽设置在滑轨的前端，所述轮廓切割部包括：刀盘，与所述凸轨滑配连接，且所述刀盘为中空结构，所述刀盘的前端设有切割合金片或电动切割刀具组；电动滚筒，可转动设置在所述刀盘的中空腔内，且与所述齿槽啮合，以驱动轮廓切割部移动。5.根据权利要求4所述的大断面岩石巷道掘进设备，其特征在于，所述电动切割刀具组包括：缝隙切割刀具，所述缝隙切割刀具的切割面与工作面垂直，用于在工作面上切割出平行的多条缝隙，所述缝隙切割刀具为工字型刀具或链锯；分离刀具，所述分离刀具的切割面与工作面的夹角可调节设置，用于对相邻两条缝隙之间的岩石切割以...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓义坡，孟小玲，
申请(专利权)人：金色环掘北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：