一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法

摘要

一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法，装配洞B中的行进过程是，敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机的步进油缸在初始位置静止不动，拖拉油缸E进行收缩，拖动后配套拖车F利用拖车支架在钢轨上滚动前行；步进油缸开始提供前进动力并达到最大行程，推动盾体C与主机支架在始发底板上稳定向前滑行，拖拉油缸E处于放松状态；拆除达到极限行程的步进油缸与始发地板连接的螺栓，再把步进油缸与行程较近的始发底板进行连接；在步进油缸的后方铺设钢轨，保证后支撑支架和拖车支架的前行。该发明设备简单紧凑，易于与反力钢管装配，现场无焊接作业，同时易于拆卸，最大限度保证始发设备正常运行的可靠性，应用于敞开式煤矿岩巷掘进机技术领域中。

说明书

技术领域

本发明涉及敞开式煤矿岩巷掘进机技术领域中用于特定局限于煤矿环境的一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法。

背景技术

目前，传统的硬岩掘进机的始发步进机构相对简单，主要是利用TBM滚轮步进装置Dolly，前后两组，分别与刀盘后的主梁和撑靴鞍架前端焊接后并进行轮流制动，通过轮流推动油缸伸缩的方式进行步进。而煤矿岩巷的施工条件决定了必须保证设备布置合理，始发设备结构要紧凑且可易于拆卸，由于是井下装配，还得考虑到矿井用升降梯承载能力和大小尺寸限制，只允许机械结构上的装配连接，无任何焊接处理的情况下，可以说是与传统类硬岩掘进机的装配环境完全不一样。为了保证敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机的在井下复杂特殊的条件下成功装配后步进到指定区域内，具有针对性适应性特点特殊始发设备，不仅仅是硬岩掘进机在煤矿岩巷施工中的重要组成部分，也是硬岩掘进机始发方法的一种重要突破。因此，研究开发一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法一直是急待解决的新课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法，该发明是重新设计一种适应于煤矿井下的始发方案以及相关的始发步进设备，在具有把煤矿岩巷掘进机从装配洞步进到始发洞主要功能的同时，还得使相关始发设备与主机之间具有无焊接连接，可靠,紧凑等特点，同时拆卸方便，最大限度减少装配洞的土建工程量。

本发明的目的是这样实现的：一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法，所有始发设备与主机装配完毕后，组成掘进机在装配洞B内进行始发的步进系统，最后目的是把掘进机整体步进到始发洞A内；装配洞B中的行进过程如下：步骤1是敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机的步进油缸在初始位置静止不动，拖拉油缸E进行收缩，拖动后配套拖车F利用拖车支架在钢轨上滚动前行；步骤2是步进油缸开始提供前进动力并达到最大行程，推动盾体C与主机支架在始发底板上稳定向前滑行，与后支撑D相连的后支撑支架在轨道上滚动滑行，这个期间拖拉油缸E处于放松状态；步骤3是拆除达到极限行程的步进油缸与始发地板连接的螺栓，再把步进油缸与行程较近的始发底板进行连接；步骤4是在步进油缸的后方铺设钢轨，保证后支撑支架和拖车支架的前行；步骤4重新回到步骤1组成煤矿岩巷在装配洞B的主要步进始发过程；装配洞B过渡到始发洞A的行进过程如下：步骤1是拆除盾体C与主机支架的限位螺栓，在步进油缸的推力下盾体C向始发洞A滑动；步骤2是盾体C被完全推入后，拆除利用完毕的主机支架；步骤3是继续利用步进油缸的推力，在始发底板上使敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机不断的向前步进，后支撑D和后配套拖车F的步进过程与在装配洞B内的完全一致；步骤4是安装支撑架和步进油缸进行连接，成功避开始发洞A边缘和步进油缸的干涉；步骤5是最大程度的推进步进油缸到极限位置；步骤6是安装反力柱到步进油缸上，充分的利用始发洞A内的预埋钢管提供的支撑力进行步进；

所述的一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法的工作原理是，始发设备结构组成后，形成一种在煤矿岩巷客观条件下保证敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机正常步进的工作方法；一是装配洞B和始发洞A分成两个区域，彻底把他们的功能区分开来，其原因是装配需要的洞径尺寸超过掘进机的撑靴跨度，不能依靠原有结构的同时决定引进步进油缸的提供推力；二是始发设备所用到的支架分成三部分，主机支架、后支撑支架、拖车支架，且三部分都是左右分半的，最大限度的保证各部分尺寸合乎运输规格；三是装配洞B内钢轨的使用直接决定后支撑支架和拖车支架的轨道轮的设计；四是采用主机支架在始发底板上滑动的形式解决后面钢轨结构设计；即主机支架与始发底板较大的接触面积保证支架撑重的可靠性，又比常规滚轮结构高度尺寸小很多，始发洞A的高度不用高于装配洞B太多，减少始发洞A前期的土建难度,同时采用始发底板的设计避免在装配洞B的预埋钢管；由此解决煤矿岩巷与传统隧道因差异导致的诸多始发问题，实现敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机在地下进行的装配需要，且始发的辅助设施能设计成分体拆装式来满足矿用升降梯的运输要求，保证敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机整体在非圆形的装配洞B到圆形的始发洞A内的正常始发步进；

所述的一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法所使用的敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进设备包括主机支架、步进油缸、始发底板、后支撑支架、拖车支架、钢轨、支撑架、反力柱、预埋钢管，井下基础土建空间分为两部分：始发洞A、装配洞B；分为两半的主机支架组装后托住盾体C底部，主机支架底部坐落在始发底板上，始发底板与隧洞地基通过矿用地基锚杆进行固定，步进油缸连接盾体C与始发底板，掘进机的后支撑D由后支撑支架进行连接，通过后支撑支架的底部滚轮坐落在下面铺设的钢轨上，同时后支撑D与后配套拖车F通过拖拉油缸E进行连接,后配套拖车F连接到拖车支架，通过拖车支架的滚轮与下面铺设的钢轨轨道连接，用于始发洞A和装配洞B过渡的支撑架连接步进油缸和始发地板，用于始发洞A内敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机步进的反力柱连接步进油缸和预埋钢管。

本发明的要点在于它的敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法及工作原理。

一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法与现有技术相比，具有设备简单紧凑，易于与反力钢管装配，现场无焊接作业，同时易于拆卸，且和始发的基础土建工程结合紧密，最大限度保证始发设备正常运行的可靠性等优点，将广泛地应用于敞开式煤矿岩巷掘进机技术领域中。

附图说明

下面结合附图及实施对本发明进行详细说明。

图1是本发明的装配洞B始发步进方法流程图。

图2是本发明的装配洞B过度到始发洞A步进方法流程图。

图3是本发明的始发步进设备前部结构示意图。

图4是本发明的始发步进设备后部结构示意图。

图5是图3的向视图。

具体实施方式

参照附图，一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法，其特征在于：所有始发设备与主机装配完毕后，组成掘进机在装配洞B内进行始发的步进系统，最后目的是把掘进机整体步进到始发洞A内；装配洞B中的行进过程如下：步骤1是敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机的步进油缸2在初始位置静止不动，拖拉油缸E进行收缩，拖动后配套拖车F利用拖车支架5在钢轨6上滚动前行；步骤2是步进油缸2开始提供前进动力并达到最大行程，推动盾体C与主机支架1在始发底板3上稳定向前滑行，与后支撑D相连的后支撑支架4在轨道上滚动滑行，这个期间拖拉油缸E处于放松状态；步骤3是拆除达到极限行程的步进油缸2与始发地板3连接的螺栓，再把步进油缸2与行程较近的始发底板3进行连接；步骤4是在步进油缸2的后方铺设钢轨6，保证后支撑支架4和拖车支架5的前行；步骤4重新回到步骤1组成煤矿岩巷在装配洞B的主要步进始发过程；装配洞B过渡到始发洞A的行进过程如下：步骤1是拆除盾体C与主机支架1的限位螺栓，在步进油缸2的推力下盾体C向始发洞A滑动；步骤2是盾体C被完全推入后，拆除利用完毕的主机支架1；步骤3是继续利用步进油缸2的推力，在始发底板3上使敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机不断的向前步进，后支撑D和后配套拖车F的步进过程与在装配洞B内的完全一致；步骤4是安装支撑架7和步进油缸2进行连接，成功避开始发洞A边缘和步进油缸2的干涉；步骤5是最大程度的推进步进油缸2到极限位置；步骤6是安装反力柱8到步进油缸2上，充分的利用始发洞A内的预埋钢管9提供的支撑力进行步进。

所述的一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法的工作原理是，始发设备结构组成后，形成一种在煤矿岩巷客观条件下保证敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机正常步进的工作方法；一是装配洞B和始发洞A分成两个区域，彻底把他们的功能区分开来，其原因是装配需要的洞径尺寸超过掘进机的撑靴跨度，不能依靠原有结构的同时决定引进步进油缸2的提供推力；二是始发设备所用到的支架分成三部分，主机支架1、后支撑支架4、拖车支架5，且三部分都是左右分半的，最大限度的保证各部分尺寸合乎运输规格；三是装配洞B内钢轨6的使用直接决定后支撑支架4和拖车支架5的轨道轮的设计；四是采用主机支架1在始发底板3上滑动的形式解决后面钢轨6结构设计；即主机支架1与始发底板3较大的接触面积保证支架撑重的可靠性，又比常规滚轮结构高度尺寸小很多，始发洞A的高度不用高于装配洞B太多，减少始发洞A前期的土建难度,同时采用始发底板3的设计避免在装配洞B的预埋钢管；由此解决煤矿岩巷与传统隧道因差异导致的诸多始发问题，实现敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机在地下进行的装配需要，且始发的辅助设施能设计成分体拆装式来满足矿用升降梯的运输要求，保证敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机整体在非圆形的装配洞B到圆形的始发洞A内的正常始发步进。

所述的一种敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进方法所使用的敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机始发步进设备包括主机支架1、步进油缸2、始发底板3、后支撑支架4、拖车支架5、钢轨6、支撑架7、反力柱8、预埋钢管9，井下基础土建空间分为两部分：始发洞A、装配洞B；分为两半的主机支架1组装后托住盾体C底部，主机支架1底部坐落在始发底板3上，始发底板3与隧洞地基通过矿用地基锚杆进行固定，步进油缸2连接盾体C与始发底板3，掘进机的后支撑D由后支撑支架4进行连接，通过后支撑支架4的底部滚轮坐落在下面铺设的钢轨6上，同时后支撑D与后配套拖车F通过拖拉油缸E进行连接,后配套拖车F连接到拖车支架5，通过拖车支架5的滚轮与下面铺设的钢轨6轨道连接，用于始发洞A和装配洞B过渡的支撑架7连接步进油缸2和始发地板3，用于始发洞A内敞开式煤矿岩巷硬岩掘进机步进的反力柱8连接步进油缸2和预埋钢管9。

下面结合实施例进一步详细叙述本发明：

本发明的要点是此步进设备的工作方法、相关工序以及始发设备的结构特点。而且所有关于煤矿岩巷的设备都是机械结构连接的，保证煤矿井下的无焊接作业。装配洞B的尺寸设立既要考虑到井下自动化程度低，开洞的尺寸越大，施工难度就越大的特点，还有考虑到掘进机在井下装配的所需的最小吊装空间和各个主机设备的放置空间。始发洞A洞壁底部每间隔一段距离设立预埋钢管9，沿着巷道方向预埋四道钢轨6作为支撑掘进机盾体C的滑道，减少盾体C与始发洞A的摩擦面。始发底板3的作用一方面有作为主机支架1的轨道，涂抹润滑油脂后保证主机支架1沿正确的方向滑动，另一方面始发底板3的固定孔给两个步进油缸2提供足够的反力，同时步进方向上铺设有多个始发底板3。支撑架7的作用是提供步进油缸足够的反力，且提高足够高度保证主机盾体C顺利从装配洞B过渡到始发洞A。煤矿掘进机始发设备的特点和相关装配洞B、始发洞A配套基础建设实现在煤矿井下极端条件下煤矿掘进机顺利始发的过程。

应用此方法的煤矿岩巷硬岩掘进机的始发设备最大特点是设备结构紧凑，现场无焊接作业，同时易于拆卸，且和始发的基础土建工程结合紧密，最大限度保证了始发设备正常运行的可靠性。