模块化巷道、隧道生命通道快速构建设备的制作方法

1.本实用新型属于矿山、隧道应急救援技术领域，具体涉及一种模块化巷道、隧道生命通道快速构建设备。


背景技术：

2.矿山狭小空间巷道坍塌后，人员被困巷道内，无任何逃生道路。如何在坍塌的巷道内，在规定时间内快速打通救援通道，将被困人员在短时间内快速救援出来是急需解决的问题。现有巷(隧)道快速救援设备具有如下技术缺陷：
3.1)现有巷(隧)道快速救援设备动力源较多，包括刀盘旋转动力源，顶推动力源，排渣动力源，煤渣运输动力源，顶管运输动力源，出现问题的机率增加，无论哪一个动力源出现问题都会导致救援中断，并且安装复杂。
4.2)现有巷(隧)道快速救援设备的运渣轨道及顶管运输轨道布置在主机侧面，导致设备整体在巷道中占地面积偏大，在空间有限的巷道中明显是不合理的。
5.3)现有巷(隧)道快速救援设备的钻头前端为平面，平面钻进，阻力太大。
6.4)现有巷(隧)道快速救援设备无盾推管道吊装装置。
7.5)现有巷(隧)道快速救援设备排渣系统结构复杂，管道内为刮板输送机，管道外为运渣矿车及矿车运输轨道，管道内刮板机由电机驱动，渣土由溜槽落入运渣矿车内，矿车装满渣土后由绞车拉走，然后将空的矿车放置溜槽位置，装满的矿车将渣土转运至指定位置，再将矿车运回，渣土运输步骤较多，而且每次安装盾推管道时拆装链条及刮板比较繁琐耗时，整体安装调试也比较复杂。
8.6)现有巷(隧)道快速救援设备盾推系统整体不可拆卸组装，比较笨重，不便运输。
9.7)现有巷(隧)道快速救援设备巷道内运输方式单一。
10.8)现有巷(隧)道快速救援设备钻头不可随时回退，推进及回退速度不可调。


技术实现要素：

11.本实用新型的目的是提供一种模块化巷道、隧道生命通道快速构建设备，实现在坍塌的巷道内，在规定时间内快速打通救援通道，以便将被困人员在短时间内快速救援出来。
12.本实用新型提供了一种模块化巷道、隧道生命通道快速构建设备，包括破岩钻头系统、盾推系统、液压系统、废渣输送系统、吊装系统、操作系统，各系统采用模块化设计，可拆卸连接；其中，所述破岩钻头系统、盾推系统、液压系统、废渣输送系统依次连接；
13.所述盾推系统包括依次可拆卸连接的液压顶推模块、液压马达模块、盾推管筒模块；
14.所述盾推管筒模块包括导向管筒及管筒支座，用于装配盾推管筒；
15.所述破岩钻头系统包括设于盾推管筒内部互相连接的带螺旋扇叶的传动轴及设备前端的破岩钻头；每节传动轴与盾推管筒长度相等，传动轴为空心管结构，各传动轴采用
快速圆方角连接方式；
16.所述液压顶推模块与所述液压系统连接，由所述液压系统提供动力，用于多速度推进及退回所述盾推管筒、带螺旋扇叶的传动轴及破岩钻头；所述液压马达模块用于提供大扭矩动力，以带动破岩钻头钻进；
17.所述吊装系统设于所述盾推系统的侧上方，用于将盾推管筒从设备尾部运输到管筒装配区；
18.所述废渣输送系统包括设于盾推管筒内部传动轴上的螺旋扇叶、设于所述盾推系统下方的皮带机及皮带机尾部的废渣滑道；所述螺旋扇叶和传动轴同步转动，动力源为液压马达，用于在破岩钻头钻进的同时进行螺旋排料；所述废渣滑道用于接收来自皮带机的废渣，使废渣沿废渣滑道运至指定位置；
19.所述操作系统设于盾推系统中部，包括操作面板和操作箱，用于通过所述操作面板对设备进行操作。
20.进一步地，所述液压顶推模块、液压马达模块、盾推管筒模块下方设有用于巷道运输的轮对、胶轮或履带。
21.进一步地，所述吊装系统包括多个单体支柱及滑道，所述单体支柱及滑道分体组装，所述滑道与所述单体支柱连接，用于将盾推管筒运至管筒装配区。
22.进一步地，所述破岩钻头采用塔式钻头，塔式钻头设置在管筒前端，为复合伸缩式，可分体组装。
23.进一步地，所述塔式钻头尾部直径大于盾推管筒直径，以减小盾推管筒与岩土的摩擦力。
24.进一步地，每节盾推管筒两端分别采用子母结构，用于与另一管节进行无缝隙配合连接，管节与管节之间固定连接采用管筒l型快速连接方式。
25.与现有技术相比本实用新型的有益效果是：
26.1)本实用新型钻头掘进动力源，螺旋排渣旋转动力源及盾推动力源为同一动力源，均为全防爆液压驱动，安装效率高，出问题的概率减小，增加了救援成功率。
27.2)本实用新型解决了运渣轨道及顶管运输轨道布置在主机侧面的问题，采用的立体布置方式，将运渣皮带机布置在主机下面，盾推管道运输采用吊装轨道运输，布置在主机侧上面，节省空间。
28.3)本实用新型塔式钻头可分体组装，钻头前端直径最小，尾部直径最大，可减小顶推阻力，并且可实现超挖，即钻头直径大于管筒直径，可减小盾推管筒与岩土的摩擦力。
29.4)本实用新型设置了吊装系统，可将管筒从设备尾部运输到管筒装配区，为装配管筒提供便利。整个吊装系统各个单体支柱及滑道均可分体组装，便于运输。
30.5)本实用新型的废渣输送系统采用螺旋排料及皮带运料的方式，这种方式减少了动力源，即螺旋排料的动力源与钻头钻进的动力源为同一动力源，钻头钻进的同时，后部螺旋排料，渣土由管筒尾部汤色溜槽落入皮带机，皮带机一直运转，将渣土运输到废渣滑道，无需运渣矿车参与；且安装盾推管筒时内部有螺旋扇叶的传动轴由紧定螺钉连接，拆装方便，提高了时效。
31.6)本实用新型的盾推系统采用模块化设计，便于运输及装配，分为三个模块，可单独运输，模块一为液压顶推模块，模块二为液压马达模块，模块三为盾推管筒模块。三个模
块分别有各自底部的轨道，组装后模块二模块三可在轨道上滑动。
32.7)本实用新型在盾推系统的每个模块的下方设置轮对用于巷道运输，并且可以适合多种轨距。轮对也可以由胶轮及履带所替换以适应不同的运输环境。
33.8)本实用新型的盾推系统的液压顶推模块可实现多速度推进及退回盾推管道及破岩钻头。
附图说明
34.图1是本实用新型模块化巷道、隧道生命通道快速构建设备的结构示意图一；
35.图2是本实用新型模块化巷道、隧道生命通道快速构建设备的结构示意图二。
36.图中标记：
37.1-破岩钻头系统；11-破岩钻头；2-盾推系统；21-液压顶推模块；22-液压马达模块；23-盾推管筒模块；24-盾推管筒；25-管筒上料区域；26-管筒装配区；27-轮对；3-液压系统；4-吊装系统；41-皮带机；42-废渣滑道；5-吊装系统；51-单体支柱；52-滑道；6-操作系统。
具体实施方式
38.下面结合附图所示的各实施方式对本实用新型进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本实用新型的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本实用新型的保护范围之内。
39.本实施例提供了一种模块化巷道、隧道生命通道快速构建设备，包括破岩钻头系统1、盾推系统2、液压系统3、废渣输送系统4、吊装系统5、操作系统6，各系统采用模块化设计，可拆卸连接；其中，破岩钻头系统1、盾推系统2、液压系统3、废渣输送系统4依次连接。
40.盾推系统2包括依次可拆卸连接的液压顶推模块21(模块一)、液压马达模块22(模块二)、盾推管筒模块23(模块三)。三个模块分别有各自底部的轨道。盾推管筒模块23包括导向管筒及管筒支座，用于装配盾推管筒 24。
41.破岩钻头系统包括设于盾推管筒24内部互相连接的带螺旋扇叶的传动轴及设备前端的破岩钻头11；每节传动轴与盾推管筒24长度相等，当一节盾推管道及传动轴完成推入之后，再下第二节管道及内部的传动轴，各个传动轴之间紧定螺钉连接。
42.液压顶推模块21与液压系统3连接，由后方的液压系统3提供动力，为整体盾推系统提供大吨位的顶推力，用于多速度(无级调速)推进及退回盾推管筒24及破岩钻头11；液压马达模块22用于提供大扭矩动力，以带动破岩钻头11钻进。液压系统3采用双极推进系统，设有主推长距离大吨位油缸组，和辅推短距离大吨位油缸组。
43.吊装系统5设于盾推系统2的侧上方，用于将盾推管筒24从设备尾部 (管筒上料区域25)运输到管筒装配区26，为装配管筒提供便利。
44.废渣输送系统4包括设于盾推管筒内部传动轴上的螺旋扇叶、设于盾推系统2下方的皮带机41及废渣滑道42；螺旋扇叶以传动轴的传动力为动力源，用于在破岩钻头11钻进的同时进行螺旋排料；渣土通过管筒溜槽落至皮带机上通过废渣滑道42运出。废渣输送系统采用螺旋排料及镶嵌式皮带运料的方式。这种方式减少了动力源，即螺旋排料的动力源与钻头钻进的动力源为同一动力源，钻头钻进的同时，后部螺旋排料。而且皮带机设置在盾
推系统的下方节省了空间，在空间有限的巷道中是非常有利的。
45.操作系统6设于盾推系统中部，由操作面板和操作箱组成。操作面板上设有，主推操作无级调速手柄及主推压力表，用于操作主推油缸的前进、停止、后退并显示工作压力，在操作过程中由操作把手控制主推油缸的运行速度，速度可实现0-1m/min任意速度盾推；随时切换主推油缸的前进、暂停、回退等动作功能，同时压力表显示主推油缸压力；辅推操作手柄及压力表，用于操作辅推油缸的前进、停止、后退并显示工作压力，操作手柄可实现辅推油缸的无级变速的前进和回退，随时停止动作；反推操作手柄及压力表，用于操作反推油缸的前进、停止、后退并显示工作压力；皮带机操作手柄及压力表，用于操作皮带机液压马达的正转、停止、反转并显示工作压力，皮带速度在手柄控制下可以任意速度运转，根据物料量的变化调整皮带速度；回转操作手柄及压力表，用于操作带动螺旋扇叶、钻头旋转的液压马达正转、停止、反转并显示工作压力，螺旋扇叶、钻头旋转的液压马达的速度可以无级随时调整；操作箱内设有集成控制阀实现个动作的无故障操作，箱体整体采用集成化设计，减少空间；优化阀路结构走向，减低了操作压降管路损失。
46.在本实施例中，液压顶推模块21、液压马达模块22、盾推管筒模块23 下方设有用于巷道运输的轮对27(适合轨距600mm/900mm/1000mm)、胶轮或履带。
47.在本实施例中，吊装系统5包括多个单体支柱51及滑道52，单体支柱 51及滑道52分体组装，滑道52与单体支柱51连接，用于将盾推管筒24运至管筒装配区26。
48.在本实施例中，破岩钻头11采用塔式钻头，塔式钻头为复合伸缩式(多极可伸缩塔式牙轮钻头结构)，可分体组装，便于运输。
49.在本实施例中，钻头前端直径最小，尾部直径最大，可减小顶推阻力，并且可实现超挖，即钻头直径大于盾推管筒24直径，可减小盾推管筒与岩土的摩擦力。
50.在本实施例中，管筒采用快速连接固定结构，便于快速安装，顶推和回拔。
51.在本实施例中，每节管筒两端分别采用子母结构，能够与另一管节进行无缝隙配合连接，管节与管节之间固定连接采用管筒l型快速连接方式，相同母管端，管筒筒壁一端设置2-4个l型豁口，l型豁口的一条边平行于管筒轴线，另一条边垂直于管筒轴线，各个l型豁口间隔90度或沿同一抛面均匀布置，另一子管端筒壁外侧设置2-4个销轴，各个销轴间隔与子端相同布置，尺寸定位相同，销轴直径采用10-30mm高强度钢。在盾推管节安装过程中，调整子母管端的配合，将管筒子端销轴的一端插入另一个母端管筒有 l型豁口的一端，销和孔配合准确后，子端及销轴插入l型豁口平行于管筒轴线的一条边，用专用工具旋转滚筒使销轴插入l型豁口垂直于管筒轴线的一边中，安装完毕。
52.在本实施例中，采用螺旋杆快速圆方角连接方式。圆方角连接实现快速连接、并固定同步旋转功能，实现整体快速救援理念。
53.在本实施例中，螺旋传动轴为空心管结构，快速圆方角连接方式为螺旋杆轴两端采用子母结构，子端采用圆方角端结构，圆方角端采用内切圆和3-6 方结构，母端采用与子端相配的方孔结构，长度子母长度相适应配合。子端与另一节母端连接，子端圆段导引方段固定同步旋转，即保证圆对中时可自动调整两根轴的轴线重和，方段固定同步旋转作用。母端根据工况需要，在方面设置相应的螺纹孔，螺纹孔设在方面处，子母端轴连接安装到位后，可通过螺栓孔安装固定螺栓，使子母端都固定，防止子母轴沿轴向方向滑动，保证螺旋轴回退的顺利顺畅。根据工作需要重复工作。本实用新型在螺旋微顶施工的基础上充分结
合巷(隧)道现场工况条件，全部采用液压驱动方式实现盾推和破碎掘进，螺旋后部干式排料，通过大吨位的顶推力和大扭矩动力带动破岩钻头钻进，实现快速构建救援通道。在巷(隧)道坍塌快速救援过程中，构建便于人员逃生的钢结构通道。既坚固、安全可靠，也防止再次破碎、松散塌方体围岩二次坍塌导致的救援中断。
54.本实用新型借助于盾推系统产生的推力、克服管道与煤渣岩石等的摩擦力，将管筒推入塔式钻头钻过的通道中，并通过螺旋后部干式排料的方式将渣土排除管筒，渣土通过管筒溜槽落至皮带机上被运走。一节盾推管筒完成推入之后，再下第二节管筒继续推进。
55.本实用新型包括如下技术效果：
56.1)本实用新型钻头掘进动力源，螺旋排渣旋转动力源及盾推动力源为同一动力源，均为全防爆液压驱动，安装效率高，出问题的概率减小，增加了救援成功率。
57.2)本实用新型解决了运渣轨道及顶管运输轨道布置在主机侧面的问题，采用的立体布置方式，将运渣皮带机布置在主机下面，盾推管道运输采用吊装轨道运输，布置在主机上面，节省空间。
58.3)本实用新型塔式钻头可分体组装，钻头前端直径最小，尾部直径最大，可减小顶推阻力，并且可实现超挖，即钻头直径大于管筒直径，可减小盾推管筒与岩土的摩擦力。
59.4)本实用新型设置了吊装系统，可将管筒从设备尾部运输到管筒装配区，为装配管筒提供便利。整个吊装系统各个单体支柱及滑道均可分体组装，便于运输。
60.5)本实用新型的废渣输送系统采用螺旋排料及皮带运料的方式，这种方式减少了动力源，即螺旋排料的动力源与钻头钻进的动力源为同一动力源，钻头钻进的同时，后部螺旋排料，渣土由溜槽落入皮带机，皮带机一直运转，将渣土运输到指定地点，无需运渣矿车参与；且安装盾推管筒时内部有螺旋扇叶的传动轴由销连接，拆装方便，提高了时效。
61.6)本实用新型的盾推系统采用模块化设计，便于运输及装配，分为三个模块，可单独运输，模块一为液压顶推模块，模块二为液压马达模块，模块三为盾推管筒模块。三个模块分别有各自底部的轨道。
62.7)本实用新型在盾推系统的每个模块的下方设置轮对用于巷道运输，并且可以适合多种轨距。轮对也可以由胶轮及履带所替换以适应不同的运输环境。
63.8)本实用新型的盾推系统的液压顶推模块可实现多速度推进及退回盾推管道及破岩钻头。
64.对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。