[發(fā)明專利]三自由度自行走式微型盾構(gòu)機

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210316860.7
• 申請日: 2012-08-31
• 公開（公告）號: CN102797474A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王世博;葛世榮;馬國輝;滕兵
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: E21D9/08
• 分類號: E21D9/08;E21D9/093;E21D9/12
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 程化銘

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三自由度自行走式微型盾構(gòu)機，尤其適用于煤層長距離瓦斯抽放的鉆孔。

背景技術(shù)

目前我國礦井瓦斯抽放量只占抽放瓦斯全部涌出量的20%，我國礦井瓦斯抽放技術(shù)主要有:采掘前(預(yù)抽)抽放,邊采邊抽和采后抽放(采空區(qū)抽放)。常用的設(shè)備是瓦斯抽放鉆機，采用頂管技術(shù)建立起瓦斯通道排放出瓦斯，但這種長鉆孔成孔設(shè)備和受控定向鉆進工藝一直是瓦斯抽放的“瓶頸”，現(xiàn)有的打鉆技術(shù)沒有與之配套的專用定向鉆頭和控制有效的定向措施，主要表現(xiàn)在抽放量少，成孔率低，礦井抽出率低，鉆孔長度不長，綜合抽放工作差。因此瓦斯抽放裝備的改進與提高已成為亟待解決的問題。從國內(nèi)外的發(fā)展趨勢看，施工速度快、成本低、鉆孔工程利用率高的順層鉆孔將逐漸替代穿層鉆孔成為煤層瓦斯抽放的主要技術(shù)手段。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是針對已有技術(shù)存在的問題，提供一種結(jié)構(gòu)緊湊、定向鉆孔容易、實現(xiàn)施工速度快、成本低、鉆孔工程利用率高，提高抽放瓦斯量的三自由度自行走式微型盾構(gòu)機。

技術(shù)方案：本發(fā)明三自由度自行走式微型盾構(gòu)機，包括前盾、與前盾滑套配合的中盾，前盾內(nèi)設(shè)有呈工字形的內(nèi)支架，中盾內(nèi)設(shè)有與內(nèi)支架相連的外支架，內(nèi)支架的前端設(shè)有液壓馬達，液壓馬達的前部設(shè)有盾構(gòu)機截割頭，液壓馬達與盾構(gòu)機截割頭之間設(shè)有二次破碎機構(gòu)，內(nèi)支架的中部對稱設(shè)有可伸出前盾體外的前支承油缸，內(nèi)支架的后端與外支架之間上下兩側(cè)對稱設(shè)有推進油缸，外支架上對稱設(shè)有可伸出中盾體外的后支承油缸；前盾內(nèi)位于內(nèi)支架的前側(cè)設(shè)有送水裝置、后側(cè)設(shè)有螺旋輸送機；中盾的后部設(shè)有液壓閥組，中盾的后端設(shè)有尾盾。

所述前支承油缸與后支承油缸的位置呈十字交叉排列；所述前支承油缸與后支承油缸的頂部均設(shè)有撐靴；所述的盾構(gòu)機截割頭上連接有三個實現(xiàn)盾構(gòu)機截割頭成三自由度旋轉(zhuǎn)截割的角度調(diào)整油缸；所述的二次破碎機構(gòu)由多層疊加在一起構(gòu)成柵欄狀的耐磨合金鋼絲網(wǎng)構(gòu)成。

有益效果：由于采用了上述技術(shù)方案，利用四個支承油缸撐阻，可實現(xiàn)兩級自行走式盾構(gòu)掘進，無需管道的頂管推進。對每個角度調(diào)整油缸進行各自的壓力控制，可以改變油缸伸縮長度，實現(xiàn)盾構(gòu)機的定向控制和曲線行走，有效防止鉆孔的測斜交錯，可使瓦斯排放的更加充分。對于殘渣的排放，采用螺旋輸送機以及負壓抽吸的方式，解決了頂管技術(shù)不排渣的問題。本發(fā)明全部采用液壓驅(qū)動的方式，液壓馬達驅(qū)動截割頭旋轉(zhuǎn)，推進液壓缸和支撐油缸負責(zé)步進支撐，通過液壓系統(tǒng)進行同步或異步的控制，實現(xiàn)盾構(gòu)機的“后支撐－前推進、前支撐－后收縮”的兩節(jié)式步進行走。螺旋輸送機負責(zé)排泄礦渣，解決了現(xiàn)有技術(shù)中瓦斯抽放中鉆孔長度不長、抽放率不高的鉆孔定向鉆進的難題，實現(xiàn)了施工速度快、成本低、鉆孔工程利用率高，抽放瓦斯效率高的目的。其結(jié)構(gòu)簡單緊湊、工作穩(wěn)定，可實現(xiàn)大扭矩、高轉(zhuǎn)速、推進力大的長距離水平鉆孔。

附圖說明

圖1為三自由度自行走微型式盾構(gòu)機剖視圖；

圖2為圖1的縱向剖視圖；

圖3、圖4為圖1的局部放大視圖。

圖中：1－盾構(gòu)機截割頭；2－二次破碎機構(gòu)；3－角度調(diào)整油缸；4－液壓馬達；5－前支承油缸；6－內(nèi)支架；7－推進油缸；8－外支架；9－液壓閥組；10－送水裝置；11－螺旋輸送機；12－前盾；13－后支承油缸；14－中盾；15－尾盾。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的一個實施例作進一步的描述：