[发明专利]一种煤矿坍塌巷道用顶管救援装备及救援方法

说明书

本发明提供涉及矿山坍塌巷道救援技术领域，一种煤矿坍塌巷道用顶管救援装备，机体和顶管可移动的安装在主顶机构轨道上，机体包括设置在机体前端的刀盘和驱动刀盘转动的刀盘驱动装置，所述顶管逐一首位对接形成顶管组，顶管组的头端抵接在机体的尾端，运料轨道布置在机体、若干个顶管以及主顶机构的外部，运料轨道由顶管处向巷道外部延伸设置，使得刀盘切削出的渣石通过刮板机输送至运渣车，并通过运渣车由运渣车轨道和运料轨道转运出巷道。该设备能够解决排渣效率差等问题。本发明还提供一种煤矿坍塌巷道用顶管救援救援方法。

技术领域

本发明提供涉及矿山坍塌巷道救援技术领域，特别是煤矿巷道坍塌用救援用设备及方法。

背景技术

目前，我国矿山坍塌巷道救援方法主要有两种：一、人工清障，二、大孔径钻机，这两种掘进方法都有自身的局限性。

其一、人工清障方式是指人工借助振动锤、凿岩机等辅助工具，将坍塌的渣石进行破碎及清除，采用木梁支架等简易支护方式，对坍塌巷道进行支护，采用这种边清障、边支护的方式，实现在坍塌巷道中构建一条救援通道。

其二、国内矿山大直径钻孔工艺技术普遍采用回转钻进工艺方法，大直径救援孔需采用二次或多次扩孔快速钻进成孔方案，一般采用可以有效控制钻孔方向的组合钻具(直径φ150mm-200mm)完成先导孔，再根据地层条件、钻机能力、钻杆强度和排粉情况等一次或多次扩孔，使钻孔孔径达到φ600mm的成孔方案。

随着矿山机械化程度的发展，近年来顶管技术在矿山掘进施工中得到了应用，但是矿山坍塌巷道具有其特殊性，传统的小直径岩石顶管机采用泥水排渣方式，坍塌巷道岩体具有较大的缝隙，采用泥水排渣方式并不能实现有效的保压和泥渣输送，另一方面，土压平衡顶管机采用螺旋输送机排渣方式，螺旋输送机仅适用于在泥土地层或含有少部分渣石地层进行施工，并不能完成大粒径的岩石颗粒的输送，因此，传统的顶管机的排渣方式并不适用于坍塌巷道中施工。

专利“CN105201522A”介绍了一种土压平衡顶管机，采用螺旋输送机排渣方式，螺旋输送机整体尺寸较大，遇到前端突发情况，人员并不能进入到机头的内部完成突发情况的处理，同时，排出渣石的颗粒度较小，这种排渣方式限制了整机的掘进速度，并不适用于坍塌巷道救援。“CN105156117A”介绍了一种隧道救援顶管机，本专利采用敞开式顶管技术，没有专用的破岩及切削刀盘，并不能使用于坍塌岩巷中施工。“CN103161473A”介绍了一种泥水平衡顶管机刀盘驱动装置，刀盘采用环向电机布置方式，在中心通过实心的输出轴带动刀盘的旋转，这种结构形式只能采用泥水排渣方式，并不具备布置干式排渣装置的空间，由于坍塌巷道的岩石缝隙较大，泥水排渣方式并不能满足要求。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种煤矿坍塌巷道用顶管救援装备，该设备能够解决排渣效率差等问题。本发明还提供一种煤矿坍塌巷道用顶管救援救援方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一个技术方案中，一种煤矿坍塌巷道用顶管救援装备，包括机体、若干个顶管、主顶机构、主顶机构轨道和运料轨道，其中机体和顶管可移动的安装在主顶机构轨道上，机体包括设置在机体前端的刀盘和驱动刀盘转动的刀盘驱动装置，所述顶管逐一首位对接形成顶管组，所述顶管组的头端抵接在机体的尾端，所述主顶机构的主顶动力端抵接在顶管组的尾端，以通过顶管推动机体沿着主顶机构轨道前移；

所述顶管内部的地面设有运渣车轨道，运渣车轨道两端分别位于顶管内以及主顶机构处，运渣车轨道上设有可移动的运渣车，所述顶管的内部还设有刮板机，该刮板机的进料端位于刀盘的后方，出料端位于运渣车轨道前端处，所述运料轨道布置在机体、若干个顶管以及主顶机构的外部，所述运料轨道由顶管处向巷道外部延伸设置，使得所述刀盘切削出的渣石通过刮板机输送至运渣车，并通过运渣车由运渣车轨道和运料轨道转运出巷道。