一种分割式隧巷开掘设备及隧巷开掘方法与流程

本发明涉及一种分割式隧巷开掘设备及隧巷开掘方法。

背景技术：

隧巷的开掘，当前主要采用钻爆法和盾构机法，钻爆法施工简单、灵活、适应性强，故而问世以来一直沿用至今，且得到广泛的普及使用，但存在粉尘污染，施工效率底的问题存在。而盾构机法是近几十年出现的，首先研发制造的是由其他国家完成，上世纪七十年代我国也制造有类似的产品，但只是研试阶段，改革开放后，为适应大规模基础建设的需要，我国也自主研发了盾构机，如“TBM机”，并在“引故入洛”水利工程中得到成功的应用，其优势是集钻磨掘进、出渣支护于一体的自动化程度高、效率高、安全性能好的自动化设备，但其设备体积庞大，灵活性能不够，且其排放的炮烟和废渣会对环境造成一定的污染。

技术实现要素：

本发明其目的就在于提供一种分割式隧巷开掘设备及隧巷开掘方法，解决了目前隧巷施工技术中存在备体积庞大，灵活性能不够，且其排放的炮烟和废渣会对环境造成一定污染的问题。

实现上述目的而采取的技术方案，

一种分割式隧巷开掘设备，包括后端被固定在环链电动葫芦上的机座，所述基座上端设有涡轮，涡轮经蜗杆连接电机，所述涡轮上端设有导销，涡轮连接摆座, 摆座下端固定在机座上，所述摆座上设有导槽，导销置于导槽内，所述摆座上端设有与摆座相啮合的圆柱盘轮，圆柱盘轮上套设有锯绳，所述锯绳两端连接至锯链两端，锯链包括两侧设有链耳的锯齿块，相邻两个锯齿块上的链耳经插销连接，所述锯齿块表面设有多片固定方向一致的硬质合金片。

一种分割式隧巷开掘设备的隧巷开掘方法，其特征在于，包括步骤：

1）开掘端面为ABFE的隧巷，先在A、E两点用电钻垂直钻出AH、EH₁两个孔洞，再钻通AH₁、EH两个孔洞相交于点C形成AH₁E、AHE两个三角面，之后以AH₁、E H₁孔洞为导向将锯链穿入A H₁E的岩体孔洞中，锯链穿入时可借助管道清理机来进行，穿入后再将锯链两端连接套在圆柱盘轮上锯绳的两端，启动电机，电机带动蜗杆转动，蜗杆带动涡轮旋转，使得涡轮上的导销在摆座上的摆槽内运动，推动摆座带动与之相啮合的圆柱盘轮做往复运动，圆柱盘轮带动锯绳、锯链做往复切割，并且同时启动环链电动葫芦，使得整体设

备不断往后移动，以H₁点开始切割A H₁E三角面，且H₁点切割开始后逐渐形成弧线，该线随着锯链和开掘设备的后退逐渐将A H₁E三角面锯空，同法可锯空AHE三角面，此时AE侧实际锯空面为AHC H₁E面缝，同法在B、F点垂直钻出BK、FK₁两个孔洞，再钻通BK₁、FK两个孔洞相交于点C₁，锯出BK C₁ K₁面缝；

2）令以C、C₁点为基准点且平行于ABFE面的平面分别交AH、H₁E、BK、FK₁于D、D₁、G、G₁四点，再钻通AG、BD两个孔洞相交于点N , 钻通FG₁、ED₁两个孔洞相交于点N₁，分别锯出BGNDA、F G₁ N₁ D₁E两个面缝；

3）再用锯链锯空面AGG₁E矩形面,使得AGBFG₁E岩石块脱离母岩成为自由体运出，之后再用锯链锯空面NDD₁N₁矩形面,使得NDAED₁N₁岩石块脱离母岩成为自由体运出，完成第一道开掘工序，第二道工序开始则以N₁、N₂点平行ABFE面为基准面A₁B₁F₁E₁，之后依次循环第一至三步，垂直向岩石内部推进，直至贯穿整个岩石体。

有益效果

与现有技术相比本发明具有以下优点。

本发明的优点是立足于将隧巷所需开采空间内的岩体尽量分割成块状运出，不需要全部粉碎岩体造成炮烟及粉尘的污染问题，达到了节能环保，经济高效的目的。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步详述。

图1为本发明中分割式隧巷开掘设备结构示意图；

图2为本发明中分割式隧巷开掘设备的锯链部分结构示意图；

图3为本发明中隧巷开掘方法实施的隧巷端面示图；

图4为本发明中隧巷开掘方法实施的隧巷展开示图。

具体实施方式

一种分割式隧巷开掘设备，包括后端被固定在环链电动葫芦10上的机座9，如图1、图2所示，所述基座9上端设有涡轮3，涡轮3经蜗杆2连接电机1，所述涡轮3上端设有导销11，涡轮3连接摆座8, 摆座8下端固定在机座9上，所述摆座8上设有导槽4，导销11置于导槽4内，所述摆座8上端设有与摆座8相啮合的圆柱盘轮5，圆柱盘轮5上套设有锯绳6，所述锯绳6两端连接至锯链12两端，锯链12包括两侧设有链耳13的锯齿块15，相邻两个锯齿块15上的链耳13经插销14连接，所述锯齿块15表面设有多片固定方向一致的硬质合金片16。

所述摆座8为扇形。

一种分割式隧巷开掘设备的隧巷开掘方法，如图3、图4所示，包括步骤：

1）开掘端面为ABFE的隧巷，先在A、E两点用电钻垂直钻出AH、EH₁两个孔洞，再钻通AH₁、EH两个孔洞相交于点C形成AH₁E、AHE两个三角面，之后以AH₁、E H₁孔洞为导向将锯链穿入A H₁E的岩体孔洞中，锯链穿入时可借助管道清理机来进行，穿入后再将锯链两端连接套在圆柱盘轮上锯绳的两端，启动电机，电机带动蜗杆转动，蜗杆带动涡轮旋转，使得涡轮上的导销在摆座上的摆槽内运动，推动摆座带动与之相啮合的圆柱盘轮做往复运动，圆柱盘轮带动锯绳、锯链做往复切割，并且同时启动环链电动葫芦，使得整体设

备不断往后移动，以H₁点开始切割A H₁E三角面，且H₁点切割开始后逐渐形成弧线，该线随着锯链和开掘设备的后退逐渐将A H₁E三角面锯空，同法可锯空AHE三角面，此时AE侧实际锯空面为AHC H₁E面缝，同法在B、F点垂直钻出BK、FK₁两个孔洞，再钻通BK₁、FK两个孔洞相交于点C₁，锯出BK C₁ K₁面缝；

2）令以C、C₁点为基准点且平行于ABFE面的平面分别交AH、H₁E、BK、FK₁于D、D₁、G、G₁四点，再钻通AG、BD两个孔洞相交于点N , 钻通FG₁、ED₁两个孔洞相交于点N₁，分别锯出BGNDA、F G₁ N₁ D₁E两个面缝；

3）再用锯链锯空面AGG₁E矩形面,使得AGBFG₁E岩石块脱离母岩成为自由体运出，之后再用锯链锯空面NDD₁N₁矩形面,使得NDAED₁N₁岩石块脱离母岩成为自由体运出，完成第一道开掘工序，第二道工序开始则以N₁、N₂点平行ABFE面为基准面A₁B₁F₁E₁，之后依次循环第一至三步，垂直向岩石内部推进，直至贯穿整个岩石体。

实施例

本发明中的分割式隧巷开掘设备包括后端被固定在环链电动葫芦10上的机座9，如图1、图2所示，所述基座9上侧设有涡轮3，涡轮3一侧设有蜗杆2，蜗杆2下端连接有电机1，所述涡轮3上侧边缘固定有导销11，涡轮3上侧还设有后端固定在机座9上的摆座8，所述摆座8上设有导槽4，导销11置于导槽4内，所述摆座8前端设有与其相啮合的圆柱盘轮5，圆柱盘轮5上套设有锯绳6，所述锯绳6两端连接至锯链12两端，锯链12包括两侧设有链耳13的锯齿块15，相邻两个锯齿块15上的链耳13经插销14连接，所述锯齿块15表面设有多片固定方向一致的硬质合金片16。

一种分割式隧巷开掘设备的隧巷开掘方法，如图3、图4所示，如开掘端面为ABFE的隧巷，第一步，先在A、E两点用电钻垂直钻出AH、EH₁两个孔洞，再钻通AH₁、EH两个孔洞相交于点C形成AH₁E、AHE两个三角面，之后以AH₁、E H₁孔洞为导向将锯链12穿入A H₁E的岩体7孔洞中，锯链12穿入时可借助管道清理机来进行，穿入后再将锯链12两端固定在圆柱盘轮5上的据绳6两端，启动电机1，电机1带动蜗杆2转动，蜗杆2带动涡轮3旋转，使得涡轮3上的导销11在摆座8上的摆槽4内运动，推动摆座8带动与之相啮合的圆柱盘轮5做往复运动，圆柱盘轮5带动锯绳6、锯链12做往复切割，并且同时启动环链电动葫芦10，使得整体设备不断往后移动，以H₁点开始切割A H₁E三角面，且H₁点切割开始后逐渐形成弧线，该线随着锯链12和开掘设备的后退逐渐将A H₁E三角面锯空，同法可锯空AHE三角面，此时AE侧实际锯空面为AHC H₁E面缝，同法在B、F点垂直钻出BK、FK₁两个孔洞，再钻通BK₁、FK两个孔洞相交于点C₁，锯出BK C₁ K₁面缝；第二步，令以C、C₁点为基准点且平行于ABFE面的平面分别交AH、H₁E、BK、FK₁于D、D₁、G、G₁四点，再钻通AG、BD两个孔洞相交于点N, 钻通FG₁、ED₁两个孔洞相交于点N₁，分别锯出BGNDA、F G₁ N₁ D₁E两个面缝；第三步，再用锯链12锯空面AGG₁E矩形面,使得AGBFG₁E岩石块脱离母岩成为自由体运出，之后再用锯链12锯空面NDD₁N₁矩形面,使得NDAED₁N₁岩石块脱离母岩成为自由体运出，完成第一道开掘工序，第二道工序开始则以N₁、N₂点平行ABFE面为基准面A₁B₁F₁E₁，之后依次循环第一至三步，垂直向岩石内部推进，直至贯穿整个岩石体。

如图4所示，第二个循环的起点端面可以以DD₁G₁G₁面为基准面进行推进。

本发明中分割式隧巷开掘设备的工作原理是，将锯链12穿入岩体7孔洞中可借助管道清理机来进行，穿入后再将锯链12固定在圆柱盘轮5上的据绳6两端，启动电机1带动蜗杆2转动，蜗杆2带动涡轮3旋转，使得涡轮3上的导销11在摆座8上的摆槽4内运动，推动摆座8带动与之相啮合的圆柱盘轮5做往复运动，圆柱盘轮5带动锯绳6、锯链12做往复切割，并且同时启动环链电动葫芦10，使得整体设备不断往后移动，控制环链电动葫芦10的转动速度可使设备按需要的速度按后退，达到进行对岩体切割速度控制的目的，且切施工不受环境限制，可灵活移动，隧巷排除的岩块，视岩块具体材质可进行不同加工做成板材等建筑材料或者艺术品。