一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机的制作方法

本技术涉及硬岩隧道开挖设备，尤其是涉及一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机。

背景技术：

1、硬岩隧道tbm（tunnel boring machine）是山岭等岩石隧道开挖的重要设备，它分为主梁敞开式tbm和护盾式tbm。掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工，在中国铁道、水电、交通、矿山、市政等隧洞工程中应用正在迅猛增长。

2、随着城市化的不断推进，在地下建设隧道经会受到地下管线、建筑物等因素，对tbm的水平转弯能力提出了更高的要求。与城市隧道建设类似，矿山建设如煤矿规划多条平衡间隔60-150米岩巷巷道需要施工，需要一种半径较小适应弯曲路线的tbm，利用一台小转弯tbm一次性实现多条隧道掘进，提供效率与节约施工成本。传统主梁敞开式tbm由于主梁是一根刚性部件，而且长度过长，导致这种类型的tbm转弯半径都大于200米，无法满足小转弯的需求。护盾式tbm受限于其主机长度，实现小转弯与隧道支护不及时存在矛盾，过破碎带存在设备无法脱困的风险。

3、为此，提出一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，该掘进机集机械、液压、电气于一体，能够完成小转弯半径硬岩巷道的快速挖掘和高效支护，具有机械化程度高、智能化程度、高结构紧凑等特点，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，包括截割系统、防扭系统、推进系统、支护系统、排矸系统、通风除尘系统、后配套系统；

3、截割系统由刀盘、主驱动、支撑护盾组成，刀盘与主驱动连接，主驱动给刀盘切割岩石提供旋转动力；主驱动安装在支撑护盾内，支撑护盾给刀盘与主驱动提供支撑与防护；

4、防扭系统用于克服刀盘旋转时产生的扭矩，防止支撑护盾及主驱动发生偏转，由前后两组反扭力梁和扭矩油缸组成，前反扭力梁与支撑护盾连接，后反扭力梁与主梁连接，前反扭力梁和后反扭力梁均与扭矩油缸连接。

5、优选的，所述推进系统由推进油缸、大撑靴、主梁组成，推进油缸共2支，水平左右对称布置，大撑靴由左右两只撑靴组成，为推进油缸提供反力。

6、优选的，所述支护系统由锚杆钻机组成。

7、优选的，所述排矸系统由一运刮板输送机、二运皮带输送机组成，一运刮板输送机安装主驱动内部、二运皮带输送机安装主梁下方，一运刮板输送机与二运皮带输送机首尾搭接，所述二运皮带输送机的下端固定有前支撑。

8、优选的，所述通风除尘系统由通风管道与除尘风机组成。

9、优选的，后配套系统由后配套台车和外界的主控室、液压站、电气控制装置组成。

10、优选的，所述主梁不直接与支撑护盾连接，通过反扭力梁及推进油缸与支撑护盾连接，实现整机30米水平弯曲半径小转弯。

11、优选的，所述主梁的一侧设置有前后两组后支撑、滑动槽、换步撑靴，大撑靴安装在滑动槽上，所述大撑靴与换步油缸的一端连接，且换步油缸的另一端与换步撑靴连接，所述换步撑靴的一侧铰接牵引油缸的一端，且牵引油缸的另一端与后配套台车铰接，两组所述大撑靴之间设置有大撑靴滑架，且大撑靴滑架表面与大撑靴对应位置开设有滑动槽，所述大撑靴与大撑靴滑架通过滑动槽滑动连接，所述大撑靴滑架的内部固定有两组大撑靴油缸，且两组大撑靴油缸输出端分别与两侧大撑靴对应，所述大撑靴油缸输出端贯穿滑动槽与大撑靴铰接固定，所述换步撑靴的内部固定有小撑靴油缸，可以沿主梁在滑动槽上前后移动，前后两组后支撑用于换步时承载主梁及大撑靴、换步撑靴的重量。

12、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

13、该主梁分段敞开式小转弯半径tbm，通过将主梁与支撑护盾分离，使得整个主机成为一个柔性部件，可实现该tbm的小半径转弯。与传统主梁tbm相比较：

14、1、极大缩短了主机长度，结构更为紧凑，能有效缩短组装及拆解时间，降低制作成本与制造难度；

15、2、实现了小转弯隧道施工，能够实现矿方小转弯施工需求，节省拆装机时间与施工成本。

16、3、在推进油缸上方设置锚杆支护平台，优化支护空间，整个平台上方均可进行锚杆锚网支护作业，大大缩短了空顶距离，可以实现快速支护。

技术特征：

1.一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：包括截割系统、防扭系统、推进系统、支护系统、排矸系统、通风除尘系统、后配套系统；

2.根据权利要求1所述的一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：所述推进系统由推进油缸（5）、大撑靴（8）、主梁（15）组成，推进油缸（5）共2支，水平左右对称布置，大撑靴（8）由左右两只撑靴组成。

3.根据权利要求1所述的一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：所述支护系统由锚杆钻机（4）组成。

4.根据权利要求1所述的一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：所述排矸系统由一运刮板输送机（20）、二运皮带输送机（17）组成，一运刮板输送机（20）安装主驱动（3）内部、二运皮带输送机（17）安装主梁（15）下方，一运刮板输送机（20）与二运皮带输送机（17）机首尾搭接，所述二运皮带输送机（17）的下端固定有前支撑（14）。

5.根据权利要求1所述的一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：所述通风除尘系统由通风管道（13）与除尘风机组成。

6.根据权利要求1所述的一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：后配套系统由后配套台车（12）和外界的主控室、液压站、电气控制装置组成。

7.根据权利要求1所述的一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：所述主梁（15）不直接与支撑护盾（2）连接，通过反扭力梁（7）及推进油缸（5）与支撑护盾（2）连接。

8.根据权利要求7所述的一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，其特征在于：所述主梁（15）的一侧设置有前后两组后支撑（16）、滑动槽、换步撑靴（10），大撑靴（8）安装在滑动槽上，所述大撑靴（8）与换步油缸（9）的一端连接，且换步油缸（9）的另一端与换步撑靴（10）连接，所述换步撑靴（10）的一侧铰接牵引油缸（11）的一端，且牵引油缸（11）的另一端与后配套台车（12）铰接，两组所述大撑靴（8）之间设置有大撑靴滑架（19），且大撑靴滑架（19）表面与大撑靴（8）对应位置开设有滑动槽，所述大撑靴（8）与大撑靴滑架（19）通过滑动槽滑动连接，所述大撑靴滑架（19）的内部固定有两组大撑靴油缸（21），且两组大撑靴油缸（21）输出端分别与两侧大撑靴（8）对应，所述大撑靴油缸（21）输出端贯穿滑动槽与大撑靴（8）铰接固定，所述换步撑靴（10）的内部固定有小撑靴油缸（22）。

技术总结
本技术涉及硬岩隧道开挖设备技术领域，具体公开了一种主梁分段敞开式小转弯半径掘进机，包括截割系统、防扭系统、推进系统、支护系统、排矸系统、通风除尘系统、后配套系统；截割系统由刀盘、主驱动、支撑护盾组成，刀盘与主驱动连接，主驱动给刀盘切割岩石提供旋转动力；主驱动安装在支撑护盾内，支撑护盾给刀盘与主驱动提供支撑与防护，极大缩短了主机长度，结构更为紧凑，能有效缩短组装及拆解时间，降低制作成本与制造难度。

技术研发人员：李珊珊,李凤岐
受保护的技术使用者：沈阳石屹机械设备技术有限公司
技术研发日：20230704
技术公布日：2024/3/24