CN108756913A - 一种小型矿用硬岩盾构掘进机 - Google Patents

Abstract

一种小型矿用硬岩盾构掘进机，解决现有技术存在的开挖直径过小时、影响正常维护和换刀，无法适应软弱破碎地层，存在安全风险的问题。包括设置有旋转刀盘的前盾体，其特征在于：前盾体内部的前端设置有刀盘检修空间，前盾体上设置有小撑靴机构，前盾体后方的撑靴护盾上设置有大撑靴机构；撑靴护盾与前盾体之间设置有推进液压缸；撑靴护盾后端的尾盾体内部设置的皮带伸缩导向槽上设置有平移滑动架，平移滑动架上设置有管片拼装机和锚杆钻机；前盾体和撑靴护盾中部、以及皮带伸缩导向槽内，贯穿设置有伸缩式主机皮带机。其设计合理，结构紧凑，开挖直径小，能够进行管片与锚杆混合支护，可适应软弱破碎地层的长距离掘进，作业效率高，使用安全可靠。

Description

一种小型矿用硬岩盾构掘进机

技术领域

本发明属于矿山工程设备技术领域，涉及一种用于煤巷硬岩掘进的作业设备，特别涉及一种开挖直径小，能够进行管片与锚杆钢筋网混合支护，可适应软弱破碎地层的长距离掘进，作业效率高，使用安全可靠的小型矿用硬岩盾构掘进机。

背景技术

传统煤巷硬岩掘进机由刀盘，主驱动，护盾，大梁，推进油缸，撑靴，皮带机，后部配套，液压系统以及电气系统等组成；可以开挖硬度f值大于10的岩层。其工作原理是：刀盘旋转切割岩石，并利用刀盘上的铲斗，把切割下来的岩石碎片收集到中心部位的皮带机上，进而通过皮带机将岩石碎片输送到掘进设备后部、运出工作面。并依靠支撑在洞壁上的撑靴，为掘进设备的前行提供反力，利用推进油缸的伸缩将刀盘、主驱动、大梁这三大部件往前推进一个行程；之后，再进行换步，即：撑靴缩回，后支撑撑靴将整个撑靴抬起来，利用推进油缸将撑靴向前拉移一个行程、实现换步。

然而，现有煤巷硬岩掘进机由于结构的限制，撑靴与撑靴之间是通过十字销轴连接的，不但撑靴结构复杂，而且盾体中部为封闭式结构，维护人员无法通过。所以，现有结构的煤巷硬岩掘进机只能适合开挖直径大于3.3米以上的隧道；若开挖直径小于3.3米，人员则无法从其间通过，进而影响正常维护和换刀。另外，若要平管片，则需把管片拼装在主驱动护盾的后面，而护盾后面还有撑靴，由于管片无法通过撑靴，所以就无法在护盾后拼装管片，且撑靴不能撑在管片上，故现有煤巷硬岩掘进机的机型只能够配备锚杆钻机，无法配备管片拼装机；从而导致当掘进机遇到软弱破碎地层时，则无法正常掘进。同时，传统的煤巷硬岩掘进机大多是敞开式设计，只在主驱动上部设置有护盾，其锚杆机构设计在主驱动护盾与撑靴之间，锚杆机构与撑靴之间、以及撑靴的后部，均没有护盾结构，致使其他辅助设备均暴露在开挖后的岩层之中，存在安全风险。故有必要对现有技术的煤巷硬岩掘进设备予以改进。

发明内容

本发明就是针对现有煤巷硬岩掘进设备存在的开挖直径不能小于3.3米，影响正常维护和换刀，无法进行管片与锚杆钢筋网的混合支护，难以在软弱破碎地层正常掘进，作业安全性差等问题，提供一种开挖直径小，能够进行管片与锚杆钢筋网混合支护，可适应软弱破碎地层的长距离掘进，作业效率高，使用安全可靠的小型矿用硬岩盾构掘进机。

本发明所采用的技术方案是：该小型矿用硬岩盾构掘进机包括前盾体，其特征在于：所述前盾体的前端设置有旋转刀盘，旋转刀盘上布置有若干个截割刀具；前盾体的内部设置有用于驱动旋转刀盘转动的主驱动装置，前盾体内部的前端设置有刀盘检修空间，且前盾体上还设置有小撑靴机构；所述前盾体的后方设置有撑靴护盾，撑靴护盾上设置有大撑靴机构；所述撑靴护盾的前端与前盾体的后端之间设置有推进液压缸，前盾体的后端、推进液压缸的上方设置有伸缩护盾；所述撑靴护盾的后端设置有尾盾体，尾盾体后端的上部设置有指形护盾，尾盾体的内部设置有向后延伸的皮带伸缩导向槽，皮带伸缩导向槽的上部设置有平移滑动架，平移滑动架通过平移液压缸与尾盾体相连；所述平移滑动架的上部、指形护盾的下方设置有管片拼装机，平移滑动架上部、管片拼装机的后方设置有锚杆钻机；皮带伸缩导向槽后端下部的两侧，分别设置有后支撑；所述前盾体中部、撑靴护盾中部、以及尾盾体的皮带伸缩导向槽内，贯穿设置有伸缩式主机皮带机，伸缩式主机皮带机的后部通过皮带伸缩液压缸与皮带伸缩导向槽的内壁相连；同时，伸缩式主机皮带机的后端与排渣皮带机的前端相连；伸缩式主机皮带机的后方还设置有牵引滑车，牵引滑车滑动设置在行进轨道上，牵引滑车的前端通过牵引液压缸与后支撑的固定端相连；牵引滑车上设置有后部配套设备。

所述前盾体上设置有四个沿盾体圆周等夹角布置的小撑靴机构，前盾体内部设置的主驱动装置为内啮合轴承结构，主驱动装置的液压马达则采用上下左右四个位置布置的方式，且主驱动装置的各液压马达分别与所述四个小撑靴机构交错布置；前盾体的中部、主驱动装置四个液压马达的内侧设置有检修出入口，检修出入口与所述刀盘检修空间相连通。以在前盾体中部留出足够的空间用来布置伸缩式主机皮带机；同时，显著减小盾构掘进机的整体尺寸，并方便检修人员进出刀盘检修空间。

所述小撑靴机构包括设置在前盾体内部的撑靴液压缸套，撑靴液压缸套内设置有撑靴液压缸杆，撑靴液压缸杆的前端设置有小支撑靴。以通过撑靴液压缸杆在撑靴液压缸套内的伸缩，来驱使小支撑靴与隧道围岩内壁接触挤压，进而为撑靴护盾、牵引滑车以及其上的后部配套设备的前移提供反力支点。

所述撑靴护盾上设置的大撑靴机构，包括设置在撑靴护盾内部的两组双侧伸缩液压缸，两组双侧伸缩液压缸分别布置在撑靴护盾内部的上下两侧，且所述伸缩式主机皮带机位于上下两组双侧伸缩液压缸之间；两组双侧伸缩液压缸的两端分别设置有弧形的大支撑靴，大支撑靴位于撑靴护盾内部一侧的上下两端，分别通过伸缩铰接部与两组双侧伸缩液压缸相应一侧的伸缩端相铰接。以利用双侧伸缩液压缸的伸缩，来带动两侧大支撑靴紧固地挤压在隧道围岩内壁上，从而作为前盾体前端旋转刀盘对岩石进行截割时的反力支点。

所述撑靴护盾与前盾体之间设置有四组推进液压缸，四组推进液压缸分别沿盾体圆周方向均布在所述伸缩式主机皮带机的外侧周边；且每组推进液压缸均由两根呈V字型布置的伸缩液压缸构成。以通过四组推进液压缸各伸缩液压缸的行程差，来实现盾构掘进机的调向；同时，各组推进液压缸V字型布置的两根伸缩液压缸在推进过程中的压力差，形成了作用在前盾体上的反扭矩，进而抵消旋转刀盘转动截割时的扭矩，有效提升盾构掘进机的运行稳定性。

所述平移滑动架上设置的锚杆钻机包括连接钻架，连接钻架上设置有冲击钻，冲击钻上安装有加固锚杆；所述连接钻架通过旋转驱动液压马达与伸缩式主机皮带机上方设置的旋转啮合齿圈相连，旋转啮合齿圈则通过齿圈支撑架与平移滑动架相连。以利用平移滑动架上部的锚杆钻机和管片拼装机，形成隧道围岩内壁管片拼装与锚杆钢筋网混合支护系统，即：岩层比较稳定时，采取锚杆钢筋网进行支护，无需进行管片拼装及管片运输，从而提升掘进效率、降低生产成本；当岩层松散破碎时，则采用管片支护方案，使作业设备能够快速地通过破碎地层，确保施工的安全可靠性。

所述撑靴护盾后端的尾盾体上，分别设置有若干个沿轴向和径向布置的注浆口。以通过轴向和径向布置的注浆口向隧道内壁进行注浆，进而加固松散的断裂围岩；并可利用轴向的注浆口对前方地层进行超前探测。

所述前盾体、撑靴护盾以及尾盾体分别为分体组装式的结构。以在确保整体结构强度的同时，方便盾构掘进机的井下运输、安装和维护。

本发明的有益效果：1、本发明的小型矿用硬岩盾构掘进机，开挖直径可以做到小于等于2.5米，并且，在此尺寸范围内，能够实现维护人员正常换刀和检修，解决了其它类型较小开挖直径硬岩盾构掘进机维护人员无法通行的问题；通过对旋转刀盘上截割刀具的更换，使得盾构掘进机可以长距离进行开挖，实用性强。

2、本发明的小型矿用硬岩盾构掘进机采用大小两套撑靴机构，大撑靴机构用于给旋转刀盘掘进提供反力，小撑靴机构用于牵引液压缸拉拽后部配套设备的前行。并且，由于大小撑靴机构均安装在盾体内部，整个盾体的中心部位为中空式结构，使得伸缩式主机皮带机可以前后伸缩，当需要给旋转刀盘更换截割刀具时，将伸缩式主机皮带机往后回缩，维护人员可以从伸缩式主机皮带机的机尾，经由尾盾体、撑靴护盾和前盾体的中部，通行进入到前盾体内部前端的刀盘检修空间内。

3、本发明的小型矿用硬岩盾构掘进机把撑靴结构设计在护盾内部，管片拼装机布置在尾盾体后部，从而使得所拼装管片与尾盾体无缝连接，有效保护作业人员和相关设备的安全。并且，平移滑动架上部同时设置有锚杆钻机和管片拼装机，实现了管片与锚杆钢筋网混合支护的方式，既具有如传统硬岩盾构机在稳定地层中快速掘进的优势，又能够克服软弱破碎地层施工不便的缺陷，设备的适用范围广。

4、本发明的小型矿用硬岩盾构掘进机，利用推进液压缸的V字型布置结构，可以让相邻的两根伸缩液压缸形成压力差，从而利用推进液压缸产生的反扭矩，来平衡旋转刀盘转动时所施加在前盾体上的扭矩，防止前盾体发生偏转，提升设备的运行稳定性。

5、本发明的小型矿用硬岩盾构掘进机的前盾体、撑靴护盾和尾盾体分别设计为分体组装式结构，当隧道掘进完毕后，可不必开挖竖井来吊装设备（煤矿巷道及其它性质的岩石隧道的埋深一般在500～1000米左右，从地面向下开挖出一个竖井的工程难度大，且施工成本高），整个设备的拆装工作能够在洞内完成，之后再通过隧道运输至地面。

该小型矿用硬岩盾构掘进机设计合理，结构紧凑，开挖直径小，能够进行管片与锚杆钢筋网混合支护，可适应软弱破碎地层的长距离掘进，作业效率高，使用安全可靠。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是图1的内部结构剖视图。

图3是图1的左视图。

图4是图1沿A-A线的剖视图。

图5是图1沿B-B线的剖视图。

图6是图1沿C-C线的剖视图。

图7是图1沿D-D线的剖视图。

图8是图2中的伸缩式主机皮带机向后移动、便于检修人员进出刀盘检修空间的一种使用状态示意图。

图中序号说明：1旋转刀盘、2前盾体、3小撑靴机构、4伸缩护盾、5推进液压缸、6撑靴护盾、7大撑靴机构、8尾盾体、9指形护盾、10管片拼装机、11锚杆钻机、12后部配套设备、13平移液压缸、14平移滑动架、15后支撑、16伸缩式主机皮带机、17牵引液压缸、18牵引滑车、19行进轨道、20主驱动装置、21刀盘检修空间、22皮带伸缩导向槽、23皮带伸缩液压缸、24排渣皮带机、25截割刀具、26检修出入口、27加强筋板、28撑靴液压缸套、29撑靴液压缸杆、30小支撑靴、31双侧伸缩液压缸、32大支撑靴、33伸缩铰接部、34注浆口、35冲击钻、36连接钻架、37加固锚杆、38旋转驱动液压马达、39旋转啮合齿圈、40齿圈支撑架。

具体实施方式

根据图1～8详细说明本发明的具体结构。该小型矿用硬岩盾构掘进机包括前端设置有旋转刀盘1的前盾体2，前盾体2的旋转刀盘1上布置有铲斗和若干个截割刀具25。前盾体2的内部设置有用于驱动旋转刀盘1转动的主驱动装置20，主驱动装置20为内啮合轴承结构，由液压马达、减速机、回转支撑、密封件等构成。旋转刀盘1转动的动力通过主驱动装置20来提供，主驱动装置20上的液压马达驱动减速机、减速机将动力传递给回转支撑，回转支撑带动旋转刀盘1转动；主驱动装置20的液压马达采用上下左右四个位置布置的方式。前盾体2内部的前端，设置有用于更换旋转刀盘1上的截割刀具25的刀盘检修空间21。

前盾体2上还设置有四个沿盾体圆周等夹角布置的小撑靴机构3，小撑靴机构3包括设置在前盾体2内部的撑靴液压缸套28，撑靴液压缸套28内设置有撑靴液压缸杆29，撑靴液压缸杆29的前端设置有用于与围岩内壁接触的小支撑靴30；进而通过撑靴液压缸杆29在撑靴液压缸套28内的伸缩，来驱使小支撑靴30与隧道围岩内壁接触挤压，为撑靴护盾6、牵引滑车18以及其上的后部配套设备12的前移提供反力支点。同时，主驱动装置20的各液压马达分别与四个小撑靴机构3交错布置，且前盾体2的中部、主驱动装置20的四个液压马达的内侧，设置有与前盾体2内部前端的刀盘检修空间21相连通的检修出入口26；前盾体2的内侧设置有若干个沿盾体径向布置的加强筋板27。从而在前盾体2中部留出足够的空间用来布置伸缩式主机皮带机16，显著减小盾构掘进机的整体尺寸，使盾构掘进机能够适合开挖直径小于3.3米（例如：2.5米或2.5米以下）的隧道；并方便检修人员进出刀盘检修空间21。

前盾体2的后方设置有撑靴护盾6，撑靴护盾6上设置有大撑靴机构7，大撑靴机构7包括设置在撑靴护盾6内部的两组双侧伸缩液压缸31。两组双侧伸缩液压缸31分别布置在撑靴护盾6内部的上下两侧，且伸缩式主机皮带机16位于上下两组双侧伸缩液压缸31之间。同时，两组双侧伸缩液压缸31的两端，分别设置有弧形的大支撑靴32，大支撑靴32位于撑靴护盾6内部一侧的上下两端，分别设置有伸缩铰接部33；大支撑靴32通过伸缩铰接部33与两组双侧伸缩液压缸31相应一侧的伸缩端相铰接。进而利用双侧伸缩液压缸31的伸缩，来带动两侧大支撑靴32紧固地挤压在隧道围岩内壁上，以将大支撑靴32作为前盾体2前端旋转刀盘1对岩石进行截割时的反力支点。

撑靴护盾6的前端与前盾体2的后端之间，设置有四组用于向前推动旋转刀盘1、以对岩层进行挤压的推进液压缸5。四组推进液压缸5分别沿盾体圆周方向均布在伸缩式主机皮带机16横截面的外侧周边，每组推进液压缸5均由两根呈V字型布置的伸缩液压缸构成；并且，各组推进液压缸5的V字型开口端与前盾体2的后端相连，而各组推进液压缸5的V字型尖端则与撑靴护盾6的前端相连。根据推移步距、盾构掘进机直径尺寸等因素，每组推进液压缸5呈V字型布置的两根伸缩液压缸之间的夹角可以在10°～20°之间。进而通过四组推进液压缸5各伸缩液压缸的行程差，来实现盾构掘进机的调向；同时，各组推进液压缸5呈V字型布置的两根伸缩液压缸在推进过程中的压力差，形成了作用在前盾体2上的反扭矩，以抵消旋转刀盘1转动截割时的扭矩，有效提升盾构掘进机的运行稳定性。当遇到破碎岩层，单纯依靠大撑靴机构提供的摩擦力满足不了前盾体所需的推力时，可使用设置在尾盾体上的辅助液压缸推管片、来增大前推力。前盾体2的后端、四组推进液压缸5的上方，设置有用于防护推进液压缸5的伸缩护盾4。

撑靴护盾6的后端设置有尾盾体8，尾盾体8上分别设置有若干个沿轴向和径向布置的注浆口34；进而通过轴向和径向布置的注浆口34向隧道内壁进行注浆，以加固松散的断裂围岩，并能够利用轴向的注浆口34对前方地层进行超前探测。尾盾体8后端的上部设置有指形护盾9。尾盾体8的内部设置有向后延伸、用于为伸缩式主机皮带机16移动进行导向的皮带伸缩导向槽22；皮带伸缩导向槽22的上部，设置有用于带动管片拼装机10和锚杆钻机11移动的平移滑动架14，且平移滑动架14通过平移液压缸13与尾盾体8的内侧壁相连接。

平移滑动架14的上部、指形护盾9的下方设置有管片拼装机10，平移滑动架14上部、管片拼装机10的后方则设置有锚杆钻机11。锚杆钻机11包括连接钻架36，连接钻架36上设置有冲击钻35，冲击钻35上安装有加固锚杆37；连接钻架36通过旋转驱动液压马达38与伸缩式主机皮带机16上方设置的旋转啮合齿圈39相连接，旋转啮合齿圈39通过齿圈支撑架40与平移滑动架14的两侧相连接。从而利用平移滑动架14上部的锚杆钻机11和管片拼装机10，形成隧道围岩内壁管片拼装与锚杆钢筋网混合支护系统，在岩层比较稳定时，采取锚杆钢筋网进行支护，无需进行管片拼装及管片运输，从而提升掘进效率、降低生产成本；当岩层松散破碎时，则采用管片支护方案，使作业设备能够快速地通过破碎地层，确保施工的安全可靠性。

尾盾体8内部设置的皮带伸缩导向槽22向后延伸的后端下部的两侧，分别设置有由固定端和伸缩端构成的后支撑15，后支撑15的固定端与皮带伸缩导向槽22的外侧部相连，后支撑15的伸缩端朝向围岩内壁斜向布置，且后支撑15的伸缩端与固定端之间设置有支撑液压缸。伸缩式主机皮带机16贯穿设置在前盾体2中部、撑靴护盾6中部、以及尾盾体8的皮带伸缩导向槽22内；伸缩式主机皮带机16的后部，通过皮带伸缩液压缸23与皮带伸缩导向槽22的内壁相连接，以利用皮带伸缩液压缸23的伸缩、来驱动伸缩式主机皮带机16前移或后退，便于维护人员进入到前盾体2内部前端的刀盘检修空间21内（如图8所示）。

同时，伸缩式主机皮带机16的后端，与用于将岩石碎片运出掘进工作面的排渣皮带机24的前端部相连。伸缩式主机皮带机16的后方，还设置有滑动设置在行进轨道19上的牵引滑车18；且牵引滑车18的前端，通过两根牵引液压缸17分别与两侧后支撑15的固定端相铰接。牵引滑车18上设置有相关的后部配套设备12，后部配套设备12包含操控室、液压系统、自动控制系统、电气系统、气体检测系统、除尘与通风系统，激光导向系统以及数据监测系统等。根据具体的使用需要，为了在确保整体结构强度的同时，方便盾构掘进机的井下运输、安装和维护，圆形结构的前盾体2、撑靴护盾6以及尾盾体8，分别采用由两部分半圆体构成的分体组装式结构，且前盾体2、撑靴护盾6和尾盾体8的两部分半圆体结构，分别通过连接螺栓紧固连接；圆形结构的旋转刀盘1则采用沿圆周径向分体的组装式结构。

该小型矿用硬岩盾构掘进机使用时，首先，按照上述结构连接方式，在煤巷硬岩掘进工作面将盾构掘进机安装布置好。然后，在旋转刀盘1开始转动截割岩层前，撑靴护盾6上的大撑靴机构7的双侧伸缩液压缸31伸出（如图5所示），进而推动大支撑靴32紧紧的挤压在围岩内壁上，并将大支撑靴32作为前盾体2前端旋转刀盘1对岩石进行截割时的反力支点。此时，撑靴护盾6、大撑靴机构7以及后方的管片拼装机10、锚杆钻机11和后部配套设备12都不移动。随后，推进液压缸5伸出，推动前盾体2、旋转刀盘1、伸缩护盾4以及伸缩式主机皮带机16一同向前移动。并且，在前盾体2和旋转刀盘1前移的过程中，推进液压缸5所受到的反作用力全部作用在撑靴护盾6上，撑靴护盾6再将推进液压缸5的作用力传递到大撑靴机构7上；以通过大撑靴机构7与隧道围岩内壁的摩擦力来抵消推进液压缸5的反作用力，实现旋转刀盘1、前盾体2和伸缩护盾4的平稳前行，提升掘进效率和质量。

旋转刀盘1转动的同时，由推进液压缸5提供向前的推力，盘形的截割刀具25对岩层进行挤压，致使岩石产生裂纹，当裂纹扩展至外表时，岩石碎裂，从而达到破岩的目的。被旋转刀盘1截割下来的岩石碎片，通过刀盘主体底部的铲斗、被铲进刀盘主体的内部，然后，岩石碎片通过旋转刀盘1上的导流板掉落到前盾体2中心部位的伸缩式主机皮带机16上。旋转刀盘1截割下来的岩石碎片再经由伸缩式主机皮带机16、输送至后方的排渣皮带机24上，运出掘进工作面。

推进液压缸5全部伸出、完成一个掘进行程后，需要将推进液压缸5收回才能开始下一个掘进过程。当需要收回推进液压缸5时，先将大撑靴机构7的大支撑靴32回缩至撑靴护盾6内，之后，前盾体2上的四个小撑靴机构3的小支撑靴30伸出（如图4所示），以利用小支撑靴30与隧道围岩的接触挤压，为撑靴护盾6、牵引滑车18以及其上的后部配套设备12的前移提供反力支点。然后，收回推进液压缸5，带动撑靴护盾6、尾盾体8、平移滑动架14上的管片拼装机10和锚杆钻机11，以及牵引滑车18上的后部配套设备12一同前移。当掘进机的后部结构前移到位后，收回前盾体2上四个小撑靴机构3的小支撑靴30，为下一掘进作业循环做准备。

重复上述撑靴护盾6的大撑靴机构7伸出支撑，推进液压缸5伸出、旋转刀盘1对岩石进行截割，大撑靴机构7收回，前盾体2的小撑靴机构3伸出支撑，收回推进液压缸5，拉拽撑靴护盾6、尾盾体8和后部配套设备12前移，收回小撑靴机构3等步骤，对煤巷硬岩进行连续掘进。在施工过程中，根据具体的情况，可通过尾盾体8上设置的注浆口34向隧道内壁进行注浆，以加固松散的断裂围岩。同时，在隧道围岩比较稳定时，采取打锚杆挂钢筋网片的方式对裸露的岩石进行支护，防止岩石掉落，以提升掘进效率、降低生产成本。并且，当隧道掘进至断裂层时，可利用管片拼装机10在尾盾体8的内部拼装特种钢制管片，从而达到支护隧道、保护设备和作业人员安全的目的。

Claims (8)

1.一种小型矿用硬岩盾构掘进机，包括前盾体（2），其特征在于：所述前盾体（2）的前端设置有旋转刀盘（1），旋转刀盘（1）上布置有若干个截割刀具（25）；前盾体（2）的内部设置有用于驱动旋转刀盘（1）转动的主驱动装置（20），前盾体（2）内部的前端设置有刀盘检修空间（21），且前盾体（2）上还设置有小撑靴机构（3）；所述前盾体（2）的后方设置有撑靴护盾（6），撑靴护盾（6）上设置有大撑靴机构（7）；所述撑靴护盾（6）的前端与前盾体（2）的后端之间设置有推进液压缸（5），前盾体（2）的后端、推进液压缸（5）的上方设置有伸缩护盾（4）；所述撑靴护盾（6）的后端设置有尾盾体（8），尾盾体（8）后端的上部设置有指形护盾（9），尾盾体（8）的内部设置有向后延伸的皮带伸缩导向槽（22），皮带伸缩导向槽（22）的上部设置有平移滑动架（14），平移滑动架（14）通过平移液压缸（13）与尾盾体（8）相连；所述平移滑动架（14）的上部、指形护盾（9）的下方设置有管片拼装机（10），平移滑动架（14）上部、管片拼装机（10）的后方设置有锚杆钻机（11）；皮带伸缩导向槽（22）后端下部的两侧，分别设置有后支撑（15）；所述前盾体（2）中部、撑靴护盾（6）中部、以及尾盾体（8）的皮带伸缩导向槽（22）内，贯穿设置有伸缩式主机皮带机（16），伸缩式主机皮带机（16）的后部通过皮带伸缩液压缸（23）与皮带伸缩导向槽（22）的内壁相连；同时，伸缩式主机皮带机（16）的后端与排渣皮带机（24）的前端相连；伸缩式主机皮带机（16）的后方还设置有牵引滑车（18），牵引滑车（18）滑动设置在行进轨道（19）上，牵引滑车（18）的前端通过牵引液压缸（17）与后支撑（15）的固定端相连；牵引滑车（18）上设置有后部配套设备（12）。

2.根据权利要求1所述的小型矿用硬岩盾构掘进机，其特征在于：所述前盾体（2）上设置有四个沿盾体圆周等夹角布置的小撑靴机构（3），前盾体（2）内部设置的主驱动装置（20）为内啮合轴承结构，主驱动装置（20）的液压马达则采用上下左右四个位置布置的方式，且主驱动装置（20）的各液压马达分别与所述四个小撑靴机构（3）交错布置；前盾体（2）的中部、主驱动装置（20）四个液压马达的内侧设置有检修出入口（26），检修出入口（26）与所述刀盘检修空间（21）相连通。

3.根据权利要求2所述的小型矿用硬岩盾构掘进机，其特征在于：所述小撑靴机构（3）包括设置在前盾体（2）内部的撑靴液压缸套（28），撑靴液压缸套（28）内设置有撑靴液压缸杆（29），撑靴液压缸杆（29）的前端设置有小支撑靴（30）。

4.根据权利要求1所述的小型矿用硬岩盾构掘进机，其特征在于：所述撑靴护盾（6）上设置的大撑靴机构（7），包括设置在撑靴护盾（6）内部的两组双侧伸缩液压缸（31），两组双侧伸缩液压缸（31）分别布置在撑靴护盾（6）内部的上下两侧，且所述伸缩式主机皮带机（16）位于上下两组双侧伸缩液压缸（31）之间；两组双侧伸缩液压缸（31）的两端分别设置有弧形的大支撑靴（32），大支撑靴（32）位于撑靴护盾（6）内部一侧的上下两端，分别通过伸缩铰接部（33）与两组双侧伸缩液压缸（31）相应一侧的伸缩端相铰接。

5.根据权利要求1所述的小型矿用硬岩盾构掘进机，其特征在于：所述撑靴护盾（6）与前盾体（2）之间设置有四组推进液压缸（5），四组推进液压缸（5）分别沿盾体圆周方向均布在所述伸缩式主机皮带机（16）的外侧周边；且每组推进液压缸（5）均由两根呈V字型布置的伸缩液压缸构成。

6.根据权利要求1所述的小型矿用硬岩盾构掘进机，其特征在于：所述平移滑动架（14）上设置的锚杆钻机（11）包括连接钻架（36），连接钻架（36）上设置有冲击钻（35），冲击钻（35）上安装有加固锚杆（37）；所述连接钻架（36）通过旋转驱动液压马达（38）与伸缩式主机皮带机（16）上方设置的旋转啮合齿圈（39）相连，旋转啮合齿圈（39）则通过齿圈支撑架（40）与平移滑动架（14）相连。

7.根据权利要求1所述的小型矿用硬岩盾构掘进机，其特征在于：所述撑靴护盾（6）后端的尾盾体（8）上，分别设置有若干个沿轴向和径向布置的注浆口（34）。

8.根据权利要求1所述的小型矿用硬岩盾构掘进机，其特征在于：所述前盾体（2）、撑靴护盾（6）以及尾盾体（8）分别为分体组装式的结构。