[發(fā)明專利]一種多錘式隧道掘進(jìn)機(jī)、控制方法及應(yīng)用

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010941714.8
• 申請(qǐng)日: 2020-09-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111997643A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 翟士軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山西晟特恒采礦工程機(jī)械有限公司
• 主分類號(hào): E21D9/10
• 分類號(hào): E21D9/10;E21D9/12
• 代理公司: 南京業(yè)騰知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 32321
• 代理人: 馬威

本發(fā)明屬于隧道開(kāi)采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種多錘式隧道掘進(jìn)機(jī)、控制方法及應(yīng)用，包括用于通過(guò)兩組多錘式鑿巖部對(duì)礦物巖石進(jìn)行破碎切割的鑿巖模塊、用于通過(guò)兩個(gè)回轉(zhuǎn)裝置帶動(dòng)兩組多錘式鑿巖部相對(duì)本體部進(jìn)行左右轉(zhuǎn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)模塊、用于通過(guò)設(shè)置在本體部上的左右兩個(gè)操縱臺(tái)控制和操縱整臺(tái)機(jī)器動(dòng)作的操縱模塊、用于將破碎的巖石傳輸?shù)胶髠?cè)的運(yùn)輸模塊、用于通過(guò)履帶行走裝置帶動(dòng)整機(jī)的移動(dòng)行走，調(diào)動(dòng)設(shè)備的前進(jìn)、后退及轉(zhuǎn)彎的行走模塊和用于通過(guò)兩個(gè)液壓泵站為整機(jī)提供動(dòng)力的驅(qū)動(dòng)模塊。本發(fā)明降低了危險(xiǎn)性，提高安全性；設(shè)備性價(jià)比更優(yōu)，施工工藝適應(yīng)范圍更廣；全斷面一次施工，解決巖石硬度在f≥8以上破碎，降低了刀具消耗。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于隧道開(kāi)采設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多錘式隧道掘進(jìn)機(jī)、控制方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)

目前：在金屬礦和非金屬礦的開(kāi)采及鐵路、公路的工程硬巖隧道施工中，以鉆爆法為廣泛的應(yīng)用，部分會(huì)采用TBM(巖石隧道掘進(jìn)機(jī))法和懸臂式掘進(jìn)機(jī)法。鉆爆法施工是鉆孔、填炸藥、爆破方式；TBM法施工則是超大型綜合系統(tǒng)設(shè)備，應(yīng)用于巖石地層；懸臂式掘進(jìn)機(jī)法則是應(yīng)用于巖石硬度f(wàn)≤8以下隧道。

目前在隧道開(kāi)挖中，鉆爆法地質(zhì)適應(yīng)能力好，廣泛使用的是氣腿式鑿巖機(jī)或鑿巖臺(tái)車鉆孔。

一、鉆爆法施工

目前在隧道開(kāi)挖中，鉆爆法地質(zhì)適應(yīng)能力好，廣泛使用的是氣腿式鑿巖機(jī)或鑿巖臺(tái)車鉆孔，主要缺點(diǎn)：

1、隧道施工之工人需求量大，工序多，施工組織復(fù)雜，工期較長(zhǎng)，超欠挖量大、安全性差；

2、鉆孔數(shù)量大、鉆孔時(shí)間隨著巖石硬度的提高，變得越來(lái)越慢；鉆孔利刃耗換率越來(lái)越大；特別是在巖石硬度在f≥10以上，鉆孔利刃耗換率更大，效率會(huì)非常慢。

3、爆破時(shí)會(huì)導(dǎo)致圍巖的松動(dòng)，易發(fā)生塌方；易出現(xiàn)超挖問(wèn)題，超挖的害處：

①增加了造價(jià)；

②加大了對(duì)圍巖的擾動(dòng)；

③造成隧道內(nèi)壁面不平整，給后續(xù)的網(wǎng)噴、防水板鋪設(shè)、模筑混凝土襯砌工作增加了難度。

4、炸藥量需求大，需審批、存放難，危險(xiǎn)大。

二、TBM(巖石隧道掘進(jìn)機(jī))法施工缺點(diǎn)

TBM是超大型的綜合系統(tǒng)設(shè)備，應(yīng)用于巖石地層，其設(shè)備特點(diǎn)決定了施工方法：

①超大型綜合設(shè)備，要求較安全的運(yùn)輸通道和組裝場(chǎng)地及配套設(shè)備；

②隧道工廠化施工，要求配套設(shè)施齊全，且布局合理；

③施工速度快，要求材料、配件的供給儲(chǔ)存必須滿足需要；

④TBM設(shè)備復(fù)雜，對(duì)地質(zhì)較敏感，靈活性小，對(duì)前期配套工程的依賴性強(qiáng)；

⑤TBM施工環(huán)節(jié)多，相互協(xié)調(diào)要求高；

⑥用水量、用電量、刀具消耗量大。

由于TBM單機(jī)價(jià)格十分昂貴，TBM在工程造價(jià)成本中設(shè)備費(fèi)約占總報(bào)價(jià)的1/4。設(shè)備的修理費(fèi)包括大修理費(fèi)、經(jīng)常性修理費(fèi)、替換設(shè)備費(fèi)，也是很大一筆開(kāi)銷，更換設(shè)備時(shí)需進(jìn)口配件，周期長(zhǎng)。對(duì)于工程造價(jià)成本過(guò)低的隧道項(xiàng)目，只能“望梅興嘆”。

三、懸臂式掘進(jìn)機(jī)法施工

其設(shè)備截割頭尺寸過(guò)小特點(diǎn)決定了施工方法：

1、對(duì)于超大隧道，采取多層/左右掘進(jìn)，施工工藝過(guò)于復(fù)雜；

2、截割頭尺寸過(guò)小，相對(duì)TBM法施工速度慢，比鉆爆施工速度提高近1/3；

3、刀具消耗量大；