[发明专利]用于形成地下隧道的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成地下隧道的装置。

背景技术

用于支撑采矿隧道的内表面(特别是顶壁)的结构已被使用了一段时间。这些结构防止隧道因周围环境作用在该隧道上的力而造成的塌陷。

隧道的一段由切割头切割，然后停止该切割头并设立支撑结构。因此，用于切割采矿隧道的典型机械设备以“启闭”方式操作。

驱动隧道的启闭过程随着隧道的扩展而持续。现有支撑结构的定位和调节也被要求且会是非常耗时的。

此外，切割材料在隧道中的累积也减缓了隧道的切割。一旦隧道的一段被切割，则停止该切割机械设备并移走累积的切割材料。

存在技术改进的需求。

发明内容

本发明在第一方面提供一种用于形成地下隧道的装置，该装置包括：

用于从所述隧道的端面移除材料并由此形成所述隧道的进一部分的切割头；

联接到所述切割头并被布置为在移除所述材料期间推动所述切割头抵靠所述隧道的所述端面的构件；

用于通过提供作用在所述隧道的表面上的支撑力来支撑所述隧道的先前形成部分的支撑结构，该支撑结构被布置为在形成所述隧道的所述进一部分期间沿所述隧道移动同时保持所述支撑力；以及

用于在形成所述隧道的所述进一部分期间将移除的材料输送到远离所述切割头的地方的输送机；

其中，所述切割头能在移除所述材料期间沿进入所述隧道的方向移动，且所述支撑结构被布置为响应所述隧道的扩展且在所述隧道的扩展期间移动到所述隧道中。

贯穿整个说明书，术语“切割头”用于广泛地表示被布置为通过钻探、碾压、切割或任何其他适当的技术来移除材料的头部。

贯穿整个说明书，术语“隧道”用于指任何类型的隧道，其还包括分支隧道，这种隧道从另一隧道分支出来。

地下隧道典型地不处于露天采掘环境中，然而，隧道可起始于露天采掘环境并可位于地平面下方数十米、一百米或甚至更远的位置。隧道可例如为通路。隧道可形成在硬土、岩石、煤矿或矿石中。

所述装置典型地被布置为形成具有10至25m²的数量级的横截面面积的隧道。

所述构件可包括液压机构并典型地被提供为“推梁”的形式。所述构件典型地包括锚定结构，其在使用时提供用于推动切割头抵靠所述隧道的端面的基础。可替换地，支撑结构可包括用于安装所述构件的支架。

所述构件典型地被布置为使得切割头可独立于支撑结构沿地下隧道的方向移动。

该装置被布置为在使用时使所述支撑结构或其一部分在通过所述切割头移除所述材料期间能移动到所述切割头的联接部的紧后面的位置，典型地在切割头的0.5-5m以内，而不会限制所述切割头沿与所述支撑结构或其一部分的移动方向横切的方向移动。

在一个典型的实施例中，所述输送机被布置为使所述移除的材料能够以如下方式沿所述隧道输送到适当的位置：即避免因累积的移除材料而阻止形成所述隧道的一部分或整个所述隧道。

支撑结构典型地包括空隙区域，在使用时移除的材料通过该空隙区域被传送。在一个示例中，所述构件的一部分和/或所述输送机的一部分被定位在该空隙区域内。

该装置典型地被布置为使得在使用时移除的材料被持续输送离开切割头。

支撑结构可包括多个支撑部分，例如一系列支撑部分。每个支撑部分典型地被布置为施加支撑力并以如下方式沿所述表面移动：即在相对于隧道的表面移动期间保持支撑力。

每个支撑部分典型地包括驱动器并典型地可由距离测量器械自动控制或者由驱动者手动控制地驱动。

该装置可包括用于放置支撑螺栓的器械。进一步，该装置可被布置为使得所述隧道的形成不必因放置螺栓而中断。每个支撑部分典型地被布置为使得支撑螺栓可在支撑部分的移动期间被放置在所述支撑部分的位置或接近所述支撑部分的位置。

支撑部分典型地彼此分隔开允许支撑螺栓穿过其间的距离。

贯穿整个说明书，术语“螺栓”(以及其变型)被用于指诸如钢构件等构件，其被放置在适当位置以为所述隧道的表面提供永久支撑。

根据本发明实施例的装置在隧道的形成期间和在该装置沿隧道的移动期间提供支撑力、输送材料离开切割头并被布置为放置支撑螺栓。因此，与已知装置的“启闭”扩展技术关联的时间延迟可被避免或者减少，并且根据本发明实施例的装置使得能够在相对较高的平均速度下形成隧道。

该装置可包括联接部，该联接部将所述切割头联接到该装置的一部分(典型地为所述构件)，并且该联接部包括能够相对于该装置的所述一部分枢转所述截割头切割头的诸如液压机构的机构。