[發明專利]一種適用于小直徑巖石隧道的緊湊型全斷面巖石掘進機

有效

• 申請號: 202110873002.1
• 申請日: 2021-07-30
• 公開（公告）號: CN113464153B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 王宏偉;陶磊;耿毅德;李永安;閆志蕊;王浩然
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: E21D9/087
• 分類號: E21D9/087;E21D9/06;E21D9/12
• 代理公司: 北京一枝筆知識產權代理事務所(普通合伙) 11791
• 代理人: 劉曉飛

本案提供的適用于小直徑巖石隧道的緊湊型全斷面巖石掘進機，驅動電機通過驅動減速機、驅動軸、驅動支撐把扭矩傳遞給刀盤，帶動刀盤旋轉。在圍巖條件較好時，撐緊油缸通過撐靴撐緊巖石洞壁，推進油缸推動鉸接盾和前盾前移，再通過前盾上的驅動支撐推動刀盤，刀盤通過旋轉與擠壓破碎巖石并由出渣系統轉運出去，完成隧道的開挖；待推進油缸達到行程后，撐緊盾內部撐緊油缸縮回，推進油缸縮回，撐緊盾前移，完成一個推進循環。針對軟弱圍巖的不利工況，在撐緊盾后部設計輔助撐緊機構以應對撐緊力不足，同時可在巖破碎時起到輔助撐緊作用和撐緊盾換步作用。本案具有設計合理、結構緊湊、挖掘效率高、滿足巖石隧道施工要求等優點。

技術領域

本發明屬于隧道施工機械技術領域，特別適用于小直徑(直徑小于3m)快速施工的全斷面巖石掘進機。

背景技術

目前，全斷面巖石掘進機在中大斷面巖石隧道施工中較成熟，但在在小直徑巖石隧道施工中，受制于全斷面巖石掘進機的結構限制，傳統采用人工爆破法，月進尺不到100m，且工作環境異常惡劣。

因此，如何滿足小直徑巖石隧道施工要求，提高掘進效率，是本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于小直徑巖石隧道的緊湊型全斷面巖石掘進機，利用滾刀擠壓破巖原理，機構設計合理、結構緊湊、操作空間合理、掘進效率高、滿足小直徑巖石隧道施工要求，解決了小直徑巖石隧道安全高效施工難題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種適用于小直徑巖石隧道的緊湊型全斷面巖石掘進機，包括刀盤、主機、主驅動系統、輔助撐緊機構和出渣系統；其中，

所述刀盤設置有刀盤溜渣板；

所述主機包括依次設置的前盾、鉸接盾、伸縮盾和撐緊盾，所述鉸接盾通過鉸接油缸與所述前盾連接，所述鉸接盾通過推進油缸與所述撐緊盾連接，所述伸縮盾與所述鉸接盾搭接，所述伸縮盾通過伸縮盾油缸與所述撐緊盾連接，所述撐緊盾設置有撐緊油缸，所述撐緊油缸連接撐靴；

所述主驅動系統包括驅動支撐、驅動減速機、驅動電機和驅動軸，所述驅動支撐固定于所述前盾的前部且與所述刀盤連接，所述驅動減速機和所述驅動電機均固定于所述前盾的后部，所述驅動電機通過所述驅動減速機連接所述驅動軸，所述驅動軸與所述驅動支撐連接；

所述輔助撐緊機構設置于所述撐緊盾的后部，用于輔助撐緊以及所述撐緊盾的換步；

所述出渣系統貫穿所述主機，用于將所述刀盤的刀盤溜渣板截割渣料轉運出去。

可選的，所述輔助撐緊機構包括底座、輔助推進油缸、輔助撐緊油缸和輔助撐靴，所述輔助推進油缸連接所述撐緊盾和所述輔助撐靴，所述底座與隧道接觸，所述輔助撐緊油缸兩端分別連接其兩側的所述輔助撐靴。

可選的，所述撐緊盾設置有撐緊杠桿，所述撐緊油缸連接所述撐緊杠桿和所述撐靴。

可選的，所述驅動軸上設置有旋轉接頭以及輸水管，所述刀盤設置有噴嘴，外部水源依次通過所述旋轉接頭和所述輸水管通入所述噴嘴。

可選的，所述輸水管為開設于所述驅動軸上且貫穿軸線的通槽。

可選的，還包括罩設于所述撐緊盾后部的臨時支護，用于操作人員在該區域對圍巖進行支護。

可選的，所述出渣系統包括皮帶機，所述皮帶機的前部與所述刀盤溜渣板搭接、后部與隧道皮帶機搭接。

可選的，所述皮帶機位于所述主驅動系統上部。

可選的，所述前盾設置有穩定靴。

可選的，所述刀盤的外部邊緣設置有預留換刀通道，以便更換。

本方案提供一種適用于小直徑巖石隧道的緊湊型全斷面巖石掘進機，有益效果在于：