CN102787847A

CN102787847A - 一种巷道掘进机

Info

Publication number: CN102787847A
Application number: CN2012103060024A
Authority: CN
Inventors: 李建斌; 贺飞
Original assignee: China Railway Tunneling Equipment Co Ltd
Current assignee: China Railway Tunneling Equipment Co Ltd
Priority date: 2012-08-24
Filing date: 2012-08-24
Publication date: 2012-11-21
Anticipated expiration: 2032-08-24
Also published as: CN102787847B

Abstract

本发明公开了一种巷道掘进机，包括主机皮带输送机，位于刀盘掘进机构的后方，设置于主机梁内部，并沿其轴线延伸至所述主机梁的后端；还包括回填装置，所述回填装置与所述主机梁的后端连接，用于将所述主机皮带输送机输送的岩渣在巷道底部制成混凝土平台。与现有技术相比，本发明所提供的巷道掘进机增加了回填装置，在巷道掘进机掘进过程中，刀盘挖掘的岩渣通过主机皮带机传送至主机梁后端时，可以利用回填装置将岩渣在巷道底部填平并浇筑，制成混凝土平台，如此，在巷道掘进机工作前，不需要预制仰拱块，从而降低了成本，节省了时间，提高了巷道掘进机的工作效率。

Description

一种巷道掘进机

技术领域

本发明涉及巷道掘进机，特别是涉及一种掘锚、回填一体化的巷道掘进机。

背景技术

目前的煤矿巷道掘进设备大都为悬臂掘进机，其截割范围不是全断面，且用截齿进行截割，对于硬度较大的硬岩，截齿效率低，掘进效率不高，为此，对于硬岩巷道，需要采用全断面掘进机掘进。

采用全断面掘进机掘进巷道施工时，通常采用圆截面刀盘旋转开挖，开挖出的截面为圆形，在巷道中，巷道底部为平整的截面，不需要圆截面，因此，需要对开挖出的圆截面巷道底部进行处理，让运输车辆及巷道配置的机械设备能够在巷道底部平台上通过。当然，若在巷道掘进过程中，采用其他截面刀盘旋转开挖，也需要对开挖出的巷道底部进行平整处理。

目前对巷道底部的处理常用的方式为：提前预制仰拱块，在巷道掘进的同时安装仰拱块。仰拱块的作用在于可以改善巷道上部支护结构的受力条件，不仅可以将巷道上部的地层压力通过巷道边墙结构或路面上的荷载有效地传递到地下，还可以有效的抵抗巷道下部地层传来的反力。但是预制仰拱块需要浪费大量的人力、物力，既不高效，也不经济、环保。

因此，如何提高掘进机的掘进效率，同时降低成本，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种巷道掘进机，该巷道掘进机能够实现掘锚、回填一体化，从而提高掘进机的掘进效率，同时降低成本，高效环保。

为解决上述技术问题，本发明提供一种巷道掘进机，包括主机皮带输送机，位于刀盘掘进机构的后方，设置于主机梁内部，并沿其轴线延伸至所述主机梁的后端；还包括回填装置，所述回填装置与所述主机梁的后端连接，用于将所述主机皮带输送机输送的岩渣在巷道底部制成混凝土平台。

优选地，所述回填装置包括填平装置、混凝土灌注装置和皮带输送机；所述填平装置用于将所述主机皮带机输送的岩渣在巷道底部填平；所述混凝土灌注装置用于灌注填平后的岩渣将其制成混凝土平台；所述皮带输送机用于将剩余的岩渣转运出巷道外。

优选地，所述回填装置进一步包括振动给料机；所述振动给料机位于所述主机皮带输送机和所述皮带输送机之间，用于分离岩渣。

优选地，所述回填装置设置在台车上，所述台车通过拖拉装置与所述主机梁连接。

优选地，所述台车上还设置有通风管，用于将新鲜空气送入巷道内。

优选地，所述拖拉装置为第一伸缩油缸。

优选地，巷道掘进机的锚杆钻机设置于所述主机梁的两侧，且能够沿所述主机梁的轴向移动。

优选地，所述锚杆钻机安装于所述主机梁的环形梁上，所述环形梁和所述主机梁之间设有第二伸缩油缸。

优选地，巷道掘进机的拱架安装机安装在所述主机梁的前端，用于在掘进过程中安装拱架。

相对上述背景技术，本发明所提供的巷道掘进机包括主机皮带输送机，位于刀盘掘进机构的后方，设于主机梁内部并沿其轴线延伸至所述主机梁的后端；还包括回填装置，所述回填装置与所述主机梁的后端连接，用于将所述主机皮带输送机输送的岩渣在巷道底部制成混凝土平台。与现有技术相比，本发明所提供的巷道掘进机增加了回填装置，在巷道掘进机掘进过程中，刀盘挖掘的岩渣通过主机皮带机传送至主机梁后端时，可以利用回填装置将岩渣在巷道底部填平并浇筑，制成混凝土平台，如此，在巷道掘进机工作前，不需要预制仰拱块，从而降低了成本，节省了时间，提高了巷道掘进机的工作效率。此外，利用挖掘出的岩渣来填平巷道底部，既环保又经济。

附图说明

图1为本发明所提供巷道掘进机一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中A-A向的刀盘剖面示意图；

图3为图1中B-B向的拱架安装机剖面示意图；

图4为图1中C-C向的锚杆钻机剖面示意图；

图5为图1中D-D向的推进机构剖面示意图；

图6为图1中E-E向的后支撑剖面示意图；

图7为图1中F-F向的振动给料机剖面示意图；

图8为图1中所示巷道掘进机的主机梁和回填装置的俯视连接示意图。

具体实施方式

本发明的核心是提供一种巷道掘进机，该巷道掘进机能够实现掘锚、回填一体化，从而提高掘进机的掘进效率，同时降低成本，高效环保。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

需要指出的是，本文所涉及的前、后、上和下等方位词均是以图1至图7中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表述技术方案的清楚及方便。应当理解，本文所采用的方位词不应限制本申请请求的保护范围。

请参考图1至图7，图1为本发明所提供巷道掘进机一种具体实施方式的结构示意图；图2为图1中A-A向的刀盘剖面示意图；图3为图1中B-B向的拱架安装机剖面示意图；图4为图1中C-C向的锚杆钻机剖面示意图；图5为图1中D-D向的推进机构剖面示意图；图6为图1中E-E向的后支撑剖面示意图；图7为图1中F-F向的振动给料机剖面示意图。

在一种具体实施方式中，本发明所提供的巷道掘进机包括刀盘掘进机构、支护机构和回填装置。

刀盘掘进机构包括刀盘21和安装在刀盘上的刀具22；具体地，刀盘21安装在巷道掘进机的机头架（图中未示出）上；刀盘21包括刀盘本体，刀盘本体上固接有刀座，可以通过焊接方式固定，刀具22安装在刀座上。在作业中，可以根据实际需求布置相应规格和数量的刀具；其中，刀盘21可以采用圆截面结构，刀具22可以为盘形滚刀。此外，刀盘21上还设有喷水装置23和刮渣板24（示于图2中），喷水装置23用于降尘和刀具22的冷却；刮渣板24用于将刀具22挖掘的岩渣刮落并送入设置在巷道掘进机的主机梁12内的主机皮带机11。

主机皮带机11位于刀盘掘进机机构的后方，设置在主机梁12内并沿其轴线延伸至主机梁12的后端。

需要指出的是，上述后方是以刀盘掘进机构的掘进方向为基准定义的，在图1示图中左侧即为刀盘掘进机构的掘进方向为前方，右侧即为后方。以下所述与此类似，不再赘述。

刀盘掘进机构由驱动机构驱动，驱动机构包括与刀盘掘进机构连接的主轴承41以及与主轴承41连接的电机减速机42。工作时，电机减速机42驱动主轴承41进而带动刀盘21旋转，实现刀盘21旋转破岩。

进一步地，在刀盘掘进机构和驱动机构之间还设置有护盾3，护盾3围绕在机头架的周边，用于巷道掘进机掘进时张紧在巷道壁上稳定刀盘21，并防止大块岩渣掉落在刀盘21后部的电机减速机42处。

具体地，护盾3包括顶护盾31、侧护盾32和底护盾33（示于图3中）；顶护盾31和侧护盾32可以通过液压缸与机头架连接，底护盾33可以通过键和螺栓与机头架底面连接。

电机减速机42的后面安装有支护机构，支护机构包括拱架安装机51和锚杆钻机52。

拱架安装机51安装在巷道掘进机的主机梁12前端，主机梁12的前端和机头架的后端相连，拱架安装机51位于顶护盾31的下方，以便在顶护盾31的保护下能够及时安装拱架。一般来说，拱架由型钢制作多段钢拱片拼装而成。拱架安装机51可以通过马达卷扬牵引，也可以采用齿轮齿圈驱动的方案。

锚杆钻机52安装在拱架安装机51的后方，位于主机梁12的两侧，锚杆钻机52安装在与主机梁12连接的环形梁13（示于图4中）上。环形梁13在主机梁12上可以前后移动，从而带动锚杆钻机52在主机梁12上前后移动，环形梁13在主机梁12上的移动可以通过设置在其间的第二伸缩油缸来实现；锚杆钻机52还可以沿环形梁13旋转适当的角度，即锚杆钻机52可以在适当的范围内灵活移动，进行支护作业。具体地，环形梁13上设置有齿圈，马达电机上设置有与所述齿圈配合的齿轮，通过马达电机的驱动，可以实现锚杆钻机52的旋转，其旋转角度由齿圈和齿轮的配合长度来决定，在实际操作中，可以根据需要来设置。

巷道掘进机的主机梁12后端还连接有回填装置，用于将主机皮带机11输送的岩渣回填在巷道底部。

具体地，回填装置包括设置在台车85上的填平装置81和混凝土灌注装置82；在巷道掘进机的掘进过程中，主机皮带机11将刀盘掘进机构挖掘的岩渣送至主机梁12的后端的巷道底部，填平装置81将巷道底部的岩渣填平后，混凝土灌注装置82灌注混凝土，制成混凝土平台，剩余的岩渣通过设置在台车上的皮带输送机84转运至巷道外。

回填装置和主机梁12通过拖拉装置87连接，拖拉装置87优选为第一伸缩油缸。因为在巷道掘进机作业过程中，可能出现掘进作业和回填作业不同步的情况，即刀盘掘进机构需要向前掘进作业，而此时相应位置的回填装置还未完成巷道底部混凝土平台的制作，那么需要先完成混凝土平台的制作，再向前掘进作业，这样会降低掘进效率。如果将拖拉装置87设置为第一伸缩油缸，那么当刀盘掘进机构向前掘进作业时，第一伸缩油缸通过伸出可以保证回填装置停留在原来的位置完成混凝土平台的制作，当回填装置完成作业时，第一伸缩油缸缩回即拖动回填装置向前移动至下一需要混凝土平台制作的位置，在一定程度上将掘进作业和回填作业分离，提高巷道掘进机的工作效率。

巷道掘进机工作时通过推进机构和后支撑7来实现向前掘进。推进机构包括推进油缸61和撑靴机构62；其中，撑靴机构62进一步包括撑靴油缸621和扭矩油缸622（示于图5中），撑靴油缸621和扭矩油缸622分别负责改变机头架的左右调向和上下调向。撑靴油缸621连接有撑靴623，撑靴623用于巷道掘进机在掘进过程中撑紧岩壁。推进油缸61通过推动主机梁12作用于刀盘21使其向前掘进。

后支撑7安装主机梁12的后端，主要负责撑靴623的换步作业，其在巷道掘进机的掘进过程中一直处于回缩状态，只有当撑靴623需要换步时，才会向下伸出，撑住底板，且在后支撑7未撑紧底板之前，撑靴623不允许回收。

具体地，在巷道掘进机掘进过程中，撑靴623撑紧岩壁，推进油缸61推动主机梁12作用于刀盘21向前掘进，当推进油缸61到达最大行程时，放下后支撑7，即后支撑7向下伸出，撑住底板，此时收回撑靴623，撑靴623在推进油缸61的回收过程中向前移动，当推进油缸61到达最小行程时，撑靴623再次撑紧岩壁，收起后支撑7，推进油缸61再次推动主机梁12作用于刀盘21向前掘进。依次往复作业，实现巷道掘进机的向前掘进。

由于后支撑7主要负责撑靴623的换步作业，当撑靴623需要换步时，后支撑7才向下伸出用于支撑巷道掘进机，而后支撑7在收回状态下，撑靴623必须撑紧岩壁以支撑巷道掘进机，所以后支撑7和撑靴623设置为互锁关系。

此外，该巷道掘进机还包括除尘装置，除尘装置包括设置在主机梁12内的除尘刀、除尘风机以及设置在主机梁12后端的除尘风管，除尘装置的设置可以降低作业区域的粉尘含量，改善作业环境，保障作业人员的身体健康。

工作时，刀盘21在驱动机构的驱动下旋转，通过推进油缸61提供的推力向前方掘进，切削下的岩渣通过主机皮带机11送到主机梁12后端的巷道底部回填。在刀盘21掘进的同时，护盾3后方的拱架安装机51、掘锚钻机52同时进行立拱、支护作业，作业人员可以在护盾3的保护下进行挂网作业；同时，除尘装置不断地进行除尘作业，降低作业区域的粉尘含量；当推进油缸61到达最大行程时，放下后支撑7，收回撑靴623，撑靴623在推进油缸61的回收过程中向前移动，推进油缸61到达最小行程时，撑靴623再次撑紧岩壁，收起后支撑7，推进油缸61继续推动主机梁12作用于刀盘21向前掘进。依次往复作业，实现了掘进作业、支护作业与回填作业的同时进行。

进一步地，可以对上述巷道掘进机作出改进。

由于刀盘掘进机构挖掘的岩渣包括不同粒径的岩渣，为了保证巷道底部混凝土平台的质量，可以进一步在主机皮带机12和皮带输送机84之间设置振动给料机83，主机皮带机12输送的岩渣先经过振动给料机83的筛选，将适合粒径的岩渣送入巷道底部，剩余的岩渣经皮带输送机84转运至巷道外；被分离至巷道底部的岩渣经填平装置81填平后，被混凝土灌注装置82灌注混凝土制成混凝土平台。

请参考图8，图8所示为回填装置与主机梁的俯视连接示意图。回填装置和主机梁12之间通过拖拉装置87连接，主机皮带机11从主机梁12内部延伸出来处于悬空状态，振动给料机83位于主机梁12的下方，固定在台车85前端的两侧梁上。主机皮带机11输送的岩渣直接落入振动给料机83，经振动给料机83分离后，合适的岩渣落入巷道底部，剩余的岩渣落入振动给料机83下方的皮带输送机84内被转运至巷道外。

进一步地，台车85上还设置有通风管86，通风管86用于将新鲜空气送入巷道内，改善巷道内的空气质量。

本发明所提供的掘锚、回填一体化巷道掘进机在现有技术的基础上增加了回填装置，利用挖掘的岩渣将巷道底部填平，并灌注混凝土制成混凝土平台，从而不需要提前预制仰拱块，既降低了成本，又环保高效。

以上对本发明所提供的巷道掘进机进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims

1.一种巷道掘进机，包括主机皮带输送机，位于刀盘掘进机构的后方，设置于主机梁内部，并沿其轴线延伸至所述主机梁的后端；其特征在于，还包括回填装置，所述回填装置与所述主机梁的后端连接，用于将所述主机皮带输送机输送的岩渣在巷道底部制成混凝土平台。

2.如权利要求1所述的巷道掘进机，其特征在于，所述回填装置包括填平装置、混凝土灌注装置和皮带输送机；所述填平装置用于将所述主机皮带机输送的岩渣在巷道底部填平；所述混凝土灌注装置用于灌注填平后的岩渣并将其制成混凝土平台；所述皮带输送机用于将剩余的岩渣转运出巷道外。

3.如权利要求2所述的巷道掘进机，其特征在于，所述回填装置进一步包括振动给料机；所述振动给料机位于所述主机皮带输送机和所述皮带输送机之间，用于分离岩渣。

4.如权利要求2或3所述的巷道掘进机，其特征在于，所述回填装置设置在台车上，所述台车通过拖拉装置与所述主机梁连接。

5.如权利要求4所述的巷道掘进机，其特征在于，所述台车上还设置有通风管，用于将新鲜空气送入巷道内。

6.如权利要求4所述的巷道掘进机，其特征在于，所述拖拉装置为第一伸缩油缸。

7.如权利要求1所述的巷道掘进机，其特征在于，巷道掘进机的锚杆钻机设置于所述主机梁的两侧，且能够沿所述主机梁的轴向移动。

8.如权利要求7所述的巷道掘进机，其特征在于，所述锚杆钻机安装于所述主机梁的环形梁上，所述环形梁和所述主机梁之间设有第二伸缩油缸。

9.如权利要求1所述的巷道掘进机，其特征在于，巷道掘进机的拱架安装机安装在所述主机梁的前端，用于掘进过程中安装拱架。