[发明专利]一种高压电辅助破岩巷道掘进施工方法

说明书

本发明提出一种高压电辅助破岩巷道掘进施工方法，所述施工方法采用的掘进机，其刀头的掘进面处均匀地间隔设置多个切割头截齿和多个破岩电极组；当掘进机掘进时，刀头的破岩电极组在岩层处形成放电通道使岩层松碎以提升掘进效率；本发明有助于提高掘进速度，降低工作面粉尘，有效解决岩巷掘进速度慢的问题。

技术领域

本发明涉及工程施工技术领域，尤其是一种高压电辅助破岩巷道掘进施工方法。

背景技术

矿山岩石巷道主要采用钻爆施工法、悬臂式掘进机施工法或者是TBM机掘进施工。

钻爆施工法由于破岩效率低、装运效率低、支护效率低、粉尘浓度高等问题，导致掘进速度缓慢、职业病高发，尤其是开拓准备等大断面岩巷掘进更加缓慢，严重制约水平采区的有序接替；TBM机掘进虽然有诸多优点，但在岩石较硬的地段往往工程进度受到一定制约，刀盘损耗加快。

传统悬臂式掘进机以及TBM机施工法中的不足：

1、截割效率较低，影响施工进度，对环境要求高。以悬臂式掘进机为主的机械化作业线，主要适用于地质条件比较简单、巷道断面为16~35 m2、岩石普氏系数不大于8，巷道长度大于2000 m的条件，且要求所掘巷道的曲率半径大，不能适应我国巷道要求，特别是岩性变化大，遇到涌水、断层破碎带等地质条件时适应性差，掘进速度明显下降，甚至无法工作。

2、掘进工作面降尘效率低。目前普遍采用的内、外喷雾降尘方式无法满足井下掘进工作面的环境要求。

3、岩石较硬的地段往往工程进度受到一定制约，刀盘损耗加快。

4、安全隐患较高，容易造成机械伤害，岩石损伤程度大。

发明内容

本发明提出一种高压电辅助破岩巷道掘进施工方法，提高掘进速度，降低工作面粉尘，有效解决岩巷掘进速度慢的问题。

本发明采用以下技术方案。

一种高压电辅助破岩巷道掘进施工方法，所述掘进施工方法采用矿用高压放电辅助破岩的掘进机，其施工时，包括以下步骤；

步骤A1、先由水管将去离子水送至掘进机刀头的破岩电极组位置，使得破岩电极组的高压电极和低压电极之间的空腔充满去离子水；

步骤A2、启动高压脉冲电源，输出高压脉冲经过脉冲传输线送至电极处，高压电极和低压电极与待破碎的岩石接触；当高压脉冲到来时，高压电极和低压电极之间放电，引起待破碎岩石的初步破碎。

步骤A3、所述高压电极、低压电极在放电时也随刀头旋转；岩石在放电通道的作用下，变得松碎，同时电极尖端随刀头旋转对岩石进行刮削；

刀头旋转并向前移动，驱动刀头处的切割头截齿再次切削掘进面处的岩石，使得岩石进一步破碎。

在所述步骤A1之前，需对掘进机进行设备以及周围巷道工况检查，并进行对应的隐患处理；在步骤A3中，被进一步破碎的岩石落于刀头下方的铲板部后，被送至掘进机后部的运输部排出。

所述施工方法采用的掘进机，其刀头（6）的掘进面处均匀地间隔设置多个切割头截齿（9）和多个破岩电极组；当掘进机掘进时，刀头的破岩电极组在岩层处形成放电通道（1）使岩层（4）松碎以提升掘进效率。

所述切割头截齿、破岩电极组所处螺旋线位置在刀头上呈螺旋状布局设置，所述螺旋状布局中，切割头截齿所在螺旋线、破岩电极组所在螺旋线相互平行。

所述破岩电极组包括高压电极（2）和低压电极（3）；每个破岩电极组内的高压电极和低压电极设于破岩电极组所处螺旋线的位置上，同一组中高压电极和低压电极的间距小于不同组之间高压电极与低压电极的间距。

各个破岩电极组内的高压电极和低压电极的间距相同。