[发明专利]一种隧道掘进机及其掘进方向随纠系统

说明书

本发明公开一种隧道掘进机的掘进方向随纠系统，包括与隧道壁固定的后箱体、可移动地连接于后箱体前端的前箱体、设置于前箱体前端的刀盘、设置于前箱体内并用于驱动刀盘旋转的第一驱动组件、设置于后箱体内并用于驱动刀盘沿轴向伸缩的第二驱动组件，以及设置于前箱体上的棱镜、立设于隧道出口外并用于扫描隧道和棱镜的全站仪、与全站仪信号连接并用于根据其检测数据计算轴线偏差距离的计算机，和用于根据计算机的控制信号驱动前箱体在其横截面方向进行位移的调向机构。本发明能够在掘进过程中随时调整掘进方向，减小钻孔成孔轨迹的轴线偏差，提高钻孔精度。本发明还公开一种隧道掘进机，其有益效果如上所述。

技术领域

本发明涉及矿产钻探技术领域，特别涉及一种隧道掘进机的掘进方向随 纠系统。本发明还涉及一种包括上述掘进方向随纠系统的隧道掘进机。

背景技术

随着中国机械工业的发展，越来越多的机械设备已得到广泛使用。

在矿产资源钻探领域，已经有各式各样的矿产机械设备投入生产和使用， 比如勘探机、盾构机、钻井机、掘进机等。以掘进机为例，掘进机(Boring machine)是一种用于平直地面开凿巷道的大型工程机械，主要由行走机构、 工作机构、装运机构和转载机构组成，在作业时，随着行走机构向前推进， 工作机构中的切割头不断破碎岩石，并将碎岩运走。掘进机的种类也很多， 按作业对象分为普通机子与隧道掘进机(Tunnel boring machine，TBM)。其 中，隧道掘进机是用机械破碎岩石、出碴和支护实行连续作业的一种综合设 备，具有安全、高效和成巷质量好等优点，但同时造价大，构造也较复杂。 同时，按掘进机在工作面上的切削过程，还可分为全断面掘进机和部分断面 掘进机。

在作业过程中，隧道掘进机在进行地下隧洞掘进施工时，现有硬岩坚硬 岩水平钻孔的开挖方式经过长期发展，主要通过人工钻爆和锚杆钻机进行开 挖，施工工艺已经成熟。但现有的开挖方式因开挖过程中无法进行有效的测 量和纠偏，开挖过程中容易出现成孔轨迹轴线偏差大而造成最终的孔洞无法 使用，难以解决在硬岩坚硬岩中长距离高精度水平孔钻进的难题。并且，人 工钻爆开挖效率低、成型断面不规则，易出现超挖和欠挖，人工劳动强度大， 开挖效率低。锚杆钻机钻孔时方向无法控制，长距离钻进时成孔轨迹轴线与 隧道轴线出现偏差时无法调节。

因此，如何使掘进机在掘进过程中，能够随时调整掘进方向，减小钻孔 成孔轨迹的轴线偏差，提高钻孔精度，是本领域技术人员亟待解决的技术问 题。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道掘进机的掘进方向随纠系统，能够在掘进 过程中随时调整掘进方向，减小钻孔成孔轨迹的轴线偏差，提高钻孔精度。 本发明的另一目的是提供一种包括上述掘进方向随纠系统的隧道掘进机。

为解决上述技术问题，本发明提供一种隧道掘进机的掘进方向随纠系统， 包括与隧道壁固定的后箱体、可移动地连接于所述后箱体前端的前箱体、设 置于所述前箱体前端的刀盘、设置于所述前箱体内并用于驱动所述刀盘旋转 的第一驱动组件、设置于所述后箱体内并用于驱动所述刀盘沿轴向伸缩的第 二驱动组件，以及设置于所述前箱体上的棱镜、立设于隧道出口外并用于扫 描隧道和所述棱镜的全站仪、与所述全站仪信号连接并用于根据其检测数据 计算轴线偏差距离的计算机，和用于根据所述计算机的控制信号驱动所述前 箱体在其横截面方向进行位移的调向机构。

优选地，所述后箱体上沿垂直方向立设有若干个用于抵接隧道顶壁的撑 靴油缸，且各所述撑靴油缸的顶部表面均设置有用于提高压紧程度的撑靴。

优选地，所述后箱体内沿其周向内壁均匀设置有4～8个所述第二驱动组 件。

优选地，各所述第二驱动组件均为驱动缸，且其一端均转动连接在所述 后箱体的内壁上，其另一端均固定在所述前箱体的内壁上。

优选地，所述第一驱动组件具体为旋转马达。