[发明专利]一种带压移动巷道快速掘进装备

权利要求书

1.一种带压移动巷道快速掘进装备的施工方法，该带压移动巷道快速掘进装备包括盾体、第一截割部、运输机构、行走机构、锚固机构和支撑机构；所述第一截割部与盾体固接；所述运输机构与盾体固接；所述行走机构与盾体固接；所述锚固机构与行走机构固接；所述支撑机构与行进机构固接；其特征在于：该带压移动巷道快速掘进装备还包括第二截割部、保压机构、出渣机构；所述第二截割部与盾体前部边缘固接；所述保压机构与盾体固接；所述出渣机构与盾体固接；所述保压机构包括前密封环、后密封环、柔性充填介质、压力泵和压力检测装置；所述前密封环与盾体固接；所述后密封环与盾体固接；所述压力泵与盾体固接；所述柔性充填介质通过压力泵进入由盾体外壳、前密封环、后密封环和巷道围岩组成的密闭空间内；所述带压移动巷道快速掘进装备的施工过程分为两个阶段：行走阶段和截割破岩阶段；在所有阶段，所述盾体、保压机构和围岩之间充满柔性充填介质为围岩提供主动的临时支护力；在截割破岩阶段，所述盾体相对于围岩静止不动，所述第一截割部将进入盾体内部的围岩破坏，通过所述出渣机构和运输机构将破坏后的围岩运输至巷道外部，同时，所述锚固机构通过顶锚杆钻机和帮锚杆钻机对巷道进行及时支护，实现掘进和支护的同时作业，当所述第一截割部和锚固机构完成一个排距作业后，所述带压移动巷道快速掘进装备进入行走阶段，在行走阶段，所述第一截割部和锚固机构停止工作，所述行走机构中的撑靴油缸伸长使得撑靴与围岩接触，推进油缸伸长，利用所述撑靴提供的反力将盾体推动向前移动，在所述盾体移动的同时，所述第二截割部开始工作，所述第二截割部截割前方围岩形成截面为“回”字形的空间，使得部分所述盾体深入围岩内部，部分围岩进入所述盾体内部，当所述盾体在推进油缸的推动下相对围岩移动一个排距时，所述撑靴油缸缩短，所述撑靴与围岩分离，之后，所述推进油缸缩短，利用固接在盾体上的支撑机构提供的反力带动行走机构往前移动一个排距，至此，行走阶段结束。

2.如权利要求1所述的带压移动巷道快速掘进装备的施工方法，其特征在于：所述第一截割部包含第一驱动器、第一摇臂、第二驱动器、第二摇臂、第三驱动器、截割炮头；所述第一驱动器与盾体固接；所述第一摇臂的一端与第一驱动器的输出端套接，第一摇臂的另一端与第二驱动器固接；所述第二摇臂的一端与第二驱动器的输出端套接；第二摇臂的另一端与第三驱动器固接；所述截割炮头与第三驱动器套接；所述截割炮头的中心线与第三驱动器输出端中心线重合。

3.如权利要求1所述的带压移动巷道快速掘进装备的施工方法，其特征在于：所述锚固机构包括n个顶锚杆钻机、m个帮锚杆钻机，其中，n和m均为大于或者等于2的自然数；所述n个顶锚杆钻机沿巷道宽度方向呈直线等间距排列；所述m个帮锚杆钻机沿巷道高度方向呈直线等间距排列；所述顶锚杆钻机和帮锚杆钻机所在平面之间的距离为1个支护排距。

4.如权利要求1所述的带压移动巷道快速掘进装备的施工方法，其特征在于：所述行走机构包含基座、撑靴、撑靴油缸、推进油缸；所述撑靴通过撑靴油缸支撑于巷道围岩；所述基座通过撑靴油缸与撑靴联结；所述推进油缸以基座为反力基础向前推进盾体。

5.如权利要求2所述的带压移动巷道快速掘进装备的施工方法，其特征在于：所述第一截割部的驱动器采用电机、气缸、液压缸或内燃机。