[發(fā)明專利]一種煤礦坍塌巷道救援用模塊化主頂裝備及其組裝方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911028676.0
• 申請(qǐng)日: 2019-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN110778358A
• 公開（公告）日: 2020-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李梁;王雷;王新銘;王冠雄;張黎;朱玉芹;王宇名
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 煤科集團(tuán)沈陽研究院有限公司
• 主分類號(hào): E21F11/00
• 分類號(hào): E21F11/00;E21D9/10;E21F13/00;E21D9/12
• 代理公司: 21116 沈陽易通專利事務(wù)所
• 代理人: 王建男

本發(fā)明屬于煤礦用掘進(jìn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，一種煤礦坍塌巷道救援用模塊化主頂裝備，其中一體化液壓泵站與主頂油缸組件中的油缸通過油路連接，導(dǎo)軌模塊沿預(yù)計(jì)煤礦坍塌巷道頂入位置設(shè)置，所述后支撐組件設(shè)置在導(dǎo)軌模塊的尾段，主頂油缸組件的油缸伸出端連接前頂鐵模塊的背面，工具管的前端與頂管機(jī)機(jī)頭管尾端對(duì)接，工具管和頂管機(jī)機(jī)頭管可滑動(dòng)的設(shè)置在導(dǎo)軌模塊上；液壓平衡導(dǎo)向器有若干個(gè)，液壓平衡導(dǎo)向器等間隔設(shè)置，使得若干個(gè)液壓平衡導(dǎo)向器形成用于定位工具管和頂管機(jī)機(jī)頭管頂入方向的直線延伸的通道，本裝備解決傳統(tǒng)頂管設(shè)備尺寸過大井下無法運(yùn)輸以及需要澆筑后背墻、地基、前墻的施工時(shí)間長(zhǎng)難題。本發(fā)明還提供該裝備的組裝方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于煤礦用掘進(jìn)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體是煤礦用頂管掘進(jìn)機(jī)頂進(jìn)裝置，屬于針對(duì)深井煤礦坍塌工況的一種主頂頂進(jìn)裝備。

背景技術(shù)

煤礦井下由于地應(yīng)力變化造成冒頂事故后，目前常用的救援方式主要有：(1)地上打救援孔配合井下疏通救生通道進(jìn)行救援，但是對(duì)于大埋深礦井，地上救援孔的打通費(fèi)時(shí)費(fèi)力嚴(yán)重影響救援效率，世界范圍內(nèi)成功的案例也很少。(2)清渣打救援通道。煤礦井下針對(duì)坍塌巷道清渣打通救援通道不僅工程量巨大、進(jìn)度緩慢而且二次坍塌風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重容易造成二次傷害。因此提出采用頂管的方式進(jìn)行井下打通救援通道，此法不僅可以極大減少施工量而且具備自身支護(hù)防止二次坍塌，是救援通道構(gòu)建的理想方法。

由于礦下頂管救援施工環(huán)境存在以下幾方面的問題：(1)空間尺寸方面：煤礦井下救援現(xiàn)場(chǎng)一般寬度不大于4米，高度不大于3.5米，目前設(shè)備無法滿足尺寸需求。(2)救援設(shè)備方面：大型設(shè)備無法運(yùn)到救援現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行配合施工，設(shè)備不夠齊全，很多的救援方式受到限制。(3)防爆方面：煤礦井下坍塌現(xiàn)場(chǎng)瓦斯等易燃易爆氣體不明，極易引起爆炸，造成二次事故。(4)施工環(huán)境方面：井下工人施工環(huán)境高溫高濕，救援時(shí)勞動(dòng)強(qiáng)度大效率低。(5)運(yùn)輸方面：煤礦井下相關(guān)救援設(shè)置的運(yùn)輸只能使用平板運(yùn)輸車，運(yùn)輸部件尺寸受到極大限制。雖然當(dāng)前頂管施工的技術(shù)工藝比較成熟，但是由于以上存在的問題，目前還不能成功應(yīng)用于坍塌環(huán)境的井下救援領(lǐng)域。

常規(guī)頂管機(jī)主頂裝備施工方法是首先施工一個(gè)與內(nèi)襯墻整體澆筑在一起的鋼筋混凝土墻，用于承受千斤頂反力，整個(gè)施工過程中，頂管所產(chǎn)生的壓力全部集中在后靠背墻上。其次是施工一個(gè)前墻，用于引導(dǎo)機(jī)頭順利入洞，并對(duì)施工對(duì)象進(jìn)行密封防止注漿泄漏，前墻能夠防止機(jī)頭震動(dòng)過大引起頂進(jìn)方向發(fā)生偏移而且具有密封的作用可以防止注漿時(shí)漿液外流。前墻的常規(guī)做法為先用鋼板焊接成圓筒形，然后現(xiàn)場(chǎng)在開孔面澆筑，使它固定在預(yù)頂進(jìn)面上。這種做法不僅圓筒較大較重、且需要澆筑時(shí)間長(zhǎng)，不適合于在坍塌巷道松散體環(huán)境下使用。最后在依次布置相應(yīng)的主頂軌道、主頂油缸、主頂泵站、前頂鐵等主頂設(shè)備。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述間題，一種煤礦坍塌巷道救援用模塊化主頂裝備，解決傳統(tǒng)頂管設(shè)備尺寸過大井下無法運(yùn)輸以及需要澆筑后背墻、地基、前墻的施工時(shí)間長(zhǎng)難題，節(jié)約現(xiàn)場(chǎng)澆筑時(shí)間，實(shí)現(xiàn)頂管頂進(jìn)時(shí)的方向控制，減少人為操作，現(xiàn)場(chǎng)直接拼裝即可使用，其更加符合煤礦救援施工需求的快速性、安全型、防爆型等特點(diǎn)。另外，本發(fā)明還提出該裝備的組裝方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

在第一個(gè)技術(shù)方案中，一種煤礦坍塌巷道救援用模塊化主頂裝備，包括一體化液壓泵站、電氣控制系統(tǒng)、后支撐組件、主頂油缸組件、前頂鐵模塊、導(dǎo)軌模塊、液壓平衡導(dǎo)向器、工具管和頂管機(jī)機(jī)頭管，其中一體化液壓泵站與主頂油缸組件中的油缸通過油路連接，以驅(qū)動(dòng)主頂油缸組件中的油缸伸出或退回，導(dǎo)軌模塊沿預(yù)計(jì)煤礦坍塌巷道頂入位置設(shè)置，所述后支撐組件設(shè)置在導(dǎo)軌模塊的尾段，所述主頂油缸組件設(shè)置在后支撐組件的前部支撐面處，所述前頂鐵模塊設(shè)置在導(dǎo)軌模塊上，且主頂油缸組件的油缸伸出端連接前頂鐵模塊的背面，前頂鐵模塊的整面抵接在工具管尾端，工具管的前端與頂管機(jī)機(jī)頭管尾端對(duì)接，且所述工具管和頂管機(jī)機(jī)頭管可滑動(dòng)的設(shè)置在導(dǎo)軌模塊上；

所述液壓平衡導(dǎo)向器有若干個(gè)，液壓平衡導(dǎo)向器等間隔設(shè)置，使得若干個(gè)液壓平衡導(dǎo)向器形成用于定位工具管和頂管機(jī)機(jī)頭管頂入方向的直線延伸的通道。