[发明专利]一种自动化矿用巷道掘进系统

说明书

本发明涉及一种自动化矿用巷道掘进系统，包括掘进结构，支撑环安装结构，支撑环拆卸结构和支撑环运输结构；掘进结构包括位于掘进机前端的刀盘及刀盘后方的护盾组；支撑环安装结构位于护盾组后部，用于抓取、吊运和安放支撑环；支撑环拆卸结构位于掘进机后方，用于拆卸支撑环，并通过支撑环运输结构，将拆卸的支撑环输送支撑环安装结构中以进行循环利用，支撑环用于支撑隧道内壁形成临时支护，根据不同的地质情况，应用不同规格的支撑环，通常每一环支撑环由3～8个支撑环模块拼接成圆环结构。本发明由于采用以上结构配合，具有对围岩扰动小，安全高效的特点。

技术领域

本发明涉及矿用巷道支护技术领域，尤其涉及一种自动化矿用巷道掘进系统。

背景技术

我国掘进机及硬岩全断面硬岩隧道掘进机(TBM)行业在城市基础建设领域取得巨大发展，成功应用于各类工程，如：地铁修建，地下城市管廊，穿山引水工程等。近些年逐步向各类矿物开采领域发展，以煤炭资源为例，开采煤矿的过程中，往往需要先开凿若干个纵横交错的巷道，不同的巷道有着不同的功用。

挖掘隧道或者巷道需要在挖掘的过程中采取临时支护的方式支撑隧道洞壁防止坍塌，临时支护根据支护方式及岩层情况的不同所能支撑维持的时间长短各不相同，为了长时间维持隧道一般需要在临时支护的基础上进行二次支护或永久支护。以往采用临时支护的方式是使用锚杆钻机向隧道洞壁打锚杆进行锚固支护，或在锚固支护的基础上进行喷浆处理，进行锚喷支护，或在锚喷支护的过程中向洞壁上铺钢网，进行锚网喷支护等，临时支护方式根据岩层的恶劣情况应用不同的方式。

发明内容

(一)要解决的技术问题

鉴于现有技术的上述缺点、不足，为了应对更为恶劣的地质形式，本发明提供一种矿用巷道使用的支撑环，因此发明了支撑环支撑的方式，挖掘后地层难以自稳，先由前中尾盾支撑，之后由支撑环支撑，相当于整个隧道内部形成一个钢制隧道，由钢制隧道形成临时支护，在尾部支撑环拆卸系统将支撑环拆卸下来，拆卸之后再对洞壁进行二次支护甚至永久支护。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：

本发明实施例提供一种自动化矿用巷道掘进系统，所述掘进系统包括掘进结构，支撑环安装结构，支撑环拆卸结构和支撑环运输结构；

所述掘进结构包括位于所述掘进机前端的刀盘及刀盘后方的护盾组，所述护盾组包括依次设置在所述掘进机前端的前部护盾、中部护盾和后部护盾，所述前部护盾用于作为所述主驱动的支撑结构，所述主驱动用于驱动所述刀盘旋转，所述中部护盾是承受作用于巷道掘进机机上全部载荷的骨架，所述后部护盾用于支撑巷道的刚开挖未支护结构；

所述支撑环安装结构位于所述护盾组后部，用于抓取、吊运和安放支撑环，所述支撑环安装结构包括回转机构、伸缩油缸、移动油缸、机械臂和抓取盘；

所述中部护盾内的圆周均设置有推进油缸，用于推动所述巷道掘进机前进，所述推进油缸支撑在安装好附着在岩壁上的巷道度全覆盖所述支撑环上，借助反作用力向前推进；

所述移动油缸和伸缩油缸用于分别实现所述机械臂X轴和Y轴的移动，所述回转机构用于实现所述机械臂沿着所述支撑环环向移动，所述回转机构通过液压马达实现360度旋转，所述机械臂的端部还设有所述抓取盘，用于抓取/安装所述支撑环；

所述支撑环拆卸结构位于所述掘进机后方，用于拆卸支撑环，并通过所述支撑环运输结构，将拆卸的所述支撑环输送所述支撑环安装结构中以进行循环利用；

所述掘进系统采用支撑环支撑隧道内壁形成临时支护，根据不同的地质情况应用不同规格的支撑环，所述支撑环由3～8个支撑环模块拼接成圆环结构，所述支撑环模块的平面投影为楔形形状，相邻的所述支撑环模块之间能够完全契合；

所述支撑环可设置若干个小型支撑环模块，在安装时最后安装小型支撑环模块，在拆卸时优先拆卸小型支撑环模块。