[发明专利]矿用坑道深孔微型盾构设备

说明书

本发明属于坑道钻进设备技术领域，具体涉及矿用坑道深孔微型盾构设备，包括：动力主机、支撑管、步进系统、调向系统和钻进机头，所述动力主机包括：液压站和控制中心，所述动力主机与步进系统之间设置有支撑管，所述支撑管内设置有电信号管道、液压管道和排渣管道，所述步进系统用于带动所述调向系统和钻进机头前进，所述钻进机头的前端设置有可旋转的刀盘，所述刀盘上设置有微型冲击器，所述调向系统用于调整所述钻进机头的方向，本发明可对岩层进行钻孔，与传统的钻杆钻进方式相比，避免了钻杆与孔道的摩擦。

技术领域

本发明属于坑道钻进设备技术领域，具体涉及矿用坑道深孔微型盾构设备。

背景技术

在煤矿岩石较硬的坑道钻进时，由于岩孔的硬度大，钻头的磨损速度快，成本高，若进行深孔钻进，由于孔深的不断增长，钻杆逐步加长，钻杆与孔道的摩擦力、钻进所需动力均不断增加，钻机的能耗大幅度提升，不仅生产率低下，而且投入的能源多，劳动强度大，加上恶劣的工作环境，给煤矿安全生产带来很大的压力和威胁。

发明内容

本发明克服了现有技术存在的不足，提供了矿用坑道深孔微型盾构设备，该矿用坑道深孔微型盾构设备，可用于对岩层、煤层进行钻进，钻进孔径可达φ200-500mm，孔道深度可达3000m。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

矿用坑道深孔微型盾构设备，包括：动力主机、支撑管、步进系统、调向系统和钻进机头，所述动力主机包括：液压站和控制中心，所述液压站用于为所述步进系统、调向系统和钻进机头的液压装置提供动力，所述控制中心用于控制所述步进系统、调向系统和钻进机头工作，所述动力主机与步进系统之间设置有支撑管，所述支撑管内设置有电信号管道、液压管道和排渣管道，所述液压管道为所述步进系统、调向系统和钻进机头中的液压设备提供液压油，所述电信号管道用于为所述步进系统、调向系统和钻进机头提供电能和工作信号，所述支撑管用于对已形成的孔道进行支撑，同时对各种管道进行保护，所述步进系统用于带动所述调向系统和钻进机头前进，所述钻进机头的前端设置有可旋转的刀盘，所述刀盘的内端面上可设置齿圈，由液压马达、齿轮带动旋转，可转动的刀盘为本领域的成熟技术，故在此不做详述，所述刀盘上设置有微型冲击器，所述刀盘上还设置有多个排渣孔，所述排渣孔与所述排渣管道相连通，矿下钻进的工作常采用泥浆排渣的方式，钻进机头工作时产生的碎渣泥浆通过排渣孔、排渣管道运出，所述调向系统用于调整所述钻进机头的方向。

所述步进系统包括：前膨胀装置、推进油缸和后膨胀装置，所述前膨胀装置包括：中心架、支撑架和支撑油缸，所述中心架为“口”字状的框架结构，所述中心架的中部用于贯穿电信号管道、液压管道和排渣管道，所述中心架的两侧端均设置有若干支撑油缸，所述支撑油缸的缸体垂直固定于所述中心架的侧端面，位于同一侧的若干支撑油缸的活塞杆端部均与一个支撑架相连接，所述支撑架背离所述中心架的端面为圆弧状，所述后膨胀装置的结构与所述前膨胀装置的结构相同，所述后膨胀装置的中心架与所述前膨胀装置的中心架之间通过若干推进油缸相连接，所述后膨胀装置的中心架与所述支撑管相连接，所述前膨胀装置的中心架与调向系统相连接，步进系统中，前膨胀装置和后膨胀装置均采用了中心架和两侧支撑架的结构，使得在进行支撑架膨胀挤压孔道内壁时，中心架依然位于孔道中部，前膨胀装置和后膨胀装置的中心架始终保持对齐。

所述前膨胀装置和所述后膨胀装置之间还设置有伸缩波纹管，所述伸缩波纹管用于套装所述电信号管道、液压管道和排渣管道。

所述中心架的一个侧端面设置有两个支撑油缸，两个支撑油缸分别位于该侧端面的上部和下部。