本發(fā)明涉及一種分割式隧巷開掘設備及隧巷開掘方法。

背景技術：

隧巷的開掘，當前主要采用鉆爆法和盾構機法，鉆爆法施工簡單、靈活、適應性強，故而問世以來一直沿用至今，且得到廣泛的普及使用，但存在粉塵污染，施工效率底的問題存在。而盾構機法是近幾十年出現(xiàn)的，首先研發(fā)制造的是由其他國家完成，上世紀七十年代我國也制造有類似的產(chǎn)品，但只是研試階段，改革開放后，為適應大規(guī)?；A建設的需要，我國也自主研發(fā)了盾構機，如“TBM機”，并在“引故入洛”水利工程中得到成功的應用，其優(yōu)勢是集鉆磨掘進、出渣支護于一體的自動化程度高、效率高、安全性能好的自動化設備，但其設備體積龐大，靈活性能不夠，且其排放的炮煙和廢渣會對環(huán)境造成一定的污染。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明其目的就在于提供一種分割式隧巷開掘設備及隧巷開掘方法，解決了目前隧巷施工技術中存在備體積龐大，靈活性能不夠，且其排放的炮煙和廢渣會對環(huán)境造成一定污染的問題。

實現(xiàn)上述目的而采取的技術方案，

一種分割式隧巷開掘設備，包括后端被固定在環(huán)鏈電動葫蘆上的機座，所述基座上端設有渦輪，渦輪經(jīng)蝸桿連接電機，所述渦輪上端設有導銷，渦輪連接擺座, 擺座下端固定在機座上，所述擺座上設有導槽，導銷置于導槽內(nèi)，所述擺座上端設有與擺座相嚙合的圓柱盤輪，圓柱盤輪上套設有鋸繩，所述鋸繩兩端連接至鋸鏈兩端，鋸鏈包括兩側設有鏈耳的鋸齒塊，相鄰兩個鋸齒塊上的鏈耳經(jīng)插銷連接，所述鋸齒塊表面設有多片固定方向一致的硬質(zhì)合金片。

一種分割式隧巷開掘設備的隧巷開掘方法，其特征在于，包括步驟：

1）開掘端面為ABFE的隧巷，先在A、E兩點用電鉆垂直鉆出AH、EH₁兩個孔洞，再鉆通AH₁、EH兩個孔洞相交于點C形成AH₁E、AHE兩個三角面，之后以AH₁、E H₁孔洞為導向將鋸鏈穿入A H₁E的巖體孔洞中，鋸鏈穿入時可借助管道清理機來進行，穿入后再將鋸鏈兩端連接套在圓柱盤輪上鋸繩的兩端，啟動電機，電機帶動蝸桿轉動，蝸桿帶動渦輪旋轉，使得渦輪上的導銷在擺座上的擺槽內(nèi)運動，推動擺座帶動與之相嚙合的圓柱盤輪做往復運動，圓柱盤輪帶動鋸繩、鋸鏈做往復切割，并且同時啟動環(huán)鏈電動葫蘆，使得整體設

備不斷往后移動，以H₁點開始切割A H₁E三角面，且H₁點切割開始后逐漸形成弧線，該線隨著鋸鏈和開掘設備的后退逐漸將A H₁E三角面鋸空，同法可鋸空AHE三角面，此時AE側實際鋸空面為AHC H₁E面縫，同法在B、F點垂直鉆出BK、FK₁兩個孔洞，再鉆通BK₁、FK兩個孔洞相交于點C₁，鋸出BK C₁ K₁面縫；

2）令以C、C₁點為基準點且平行于ABFE面的平面分別交AH、H₁E、BK、FK₁于D、D₁、G、G₁四點，再鉆通AG、BD兩個孔洞相交于點N , 鉆通FG₁、ED₁兩個孔洞相交于點N₁，分別鋸出BGNDA、F G₁ N₁ D₁E兩個面縫；

3）再用鋸鏈鋸空面AGG₁E矩形面,使得AGBFG₁E巖石塊脫離母巖成為自由體運出，之后再用鋸鏈鋸空面NDD₁N₁矩形面,使得NDAED₁N₁巖石塊脫離母巖成為自由體運出，完成第一道開掘工序，第二道工序開始則以N₁、N₂點平行ABFE面為基準面A₁B₁F₁E₁，之后依次循環(huán)第一至三步，垂直向巖石內(nèi)部推進，直至貫穿整個巖石體。

有益效果

與現(xiàn)有技術相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點。

本發(fā)明的優(yōu)點是立足于將隧巷所需開采空間內(nèi)的巖體盡量分割成塊狀運出，不需要全部粉碎巖體造成炮煙及粉塵的污染問題，達到了節(jié)能環(huán)保，經(jīng)濟高效的目的。

附圖說明

下面結合附圖對本發(fā)明作進一步詳述。

圖1為本發(fā)明中分割式隧巷開掘設備結構示意圖；

圖2為本發(fā)明中分割式隧巷開掘設備的鋸鏈部分結構示意圖；

圖3為本發(fā)明中隧巷開掘方法實施的隧巷端面示圖；

圖4為本發(fā)明中隧巷開掘方法實施的隧巷展開示圖。

具體實施方式

一種分割式隧巷開掘設備，包括后端被固定在環(huán)鏈電動葫蘆10上的機座9，如圖1、圖2所示，所述基座9上端設有渦輪3，渦輪3經(jīng)蝸桿2連接電機1，所述渦輪3上端設有導銷11，渦輪3連接擺座8, 擺座8下端固定在機座9上，所述擺座8上設有導槽4，導銷11置于導槽4內(nèi)，所述擺座8上端設有與擺座8相嚙合的圓柱盤輪5，圓柱盤輪5上套設有鋸繩6，所述鋸繩6兩端連接至鋸鏈12兩端，鋸鏈12包括兩側設有鏈耳13的鋸齒塊15，相鄰兩個鋸齒塊15上的鏈耳13經(jīng)插銷14連接，所述鋸齒塊15表面設有多片固定方向一致的硬質(zhì)合金片16。

所述擺座8為扇形。

一種分割式隧巷開掘設備的隧巷開掘方法，如圖3、圖4所示，包括步驟：

1）開掘端面為ABFE的隧巷，先在A、E兩點用電鉆垂直鉆出AH、EH₁兩個孔洞，再鉆通AH₁、EH兩個孔洞相交于點C形成AH₁E、AHE兩個三角面，之后以AH₁、E H₁孔洞為導向將鋸鏈穿入A H₁E的巖體孔洞中，鋸鏈穿入時可借助管道清理機來進行，穿入后再將鋸鏈兩端連接套在圓柱盤輪上鋸繩的兩端，啟動電機，電機帶動蝸桿轉動，蝸桿帶動渦輪旋轉，使得渦輪上的導銷在擺座上的擺槽內(nèi)運動，推動擺座帶動與之相嚙合的圓柱盤輪做往復運動，圓柱盤輪帶動鋸繩、鋸鏈做往復切割，并且同時啟動環(huán)鏈電動葫蘆，使得整體設

備不斷往后移動，以H₁點開始切割A H₁E三角面，且H₁點切割開始后逐漸形成弧線，該線隨著鋸鏈和開掘設備的后退逐漸將A H₁E三角面鋸空，同法可鋸空AHE三角面，此時AE側實際鋸空面為AHC H₁E面縫，同法在B、F點垂直鉆出BK、FK₁兩個孔洞，再鉆通BK₁、FK兩個孔洞相交于點C₁，鋸出BK C₁ K₁面縫；

2）令以C、C₁點為基準點且平行于ABFE面的平面分別交AH、H₁E、BK、FK₁于D、D₁、G、G₁四點，再鉆通AG、BD兩個孔洞相交于點N , 鉆通FG₁、ED₁兩個孔洞相交于點N₁，分別鋸出BGNDA、F G₁ N₁ D₁E兩個面縫；

3）再用鋸鏈鋸空面AGG₁E矩形面,使得AGBFG₁E巖石塊脫離母巖成為自由體運出，之后再用鋸鏈鋸空面NDD₁N₁矩形面,使得NDAED₁N₁巖石塊脫離母巖成為自由體運出，完成第一道開掘工序，第二道工序開始則以N₁、N₂點平行ABFE面為基準面A₁B₁F₁E₁，之后依次循環(huán)第一至三步，垂直向巖石內(nèi)部推進，直至貫穿整個巖石體。

實施例

本發(fā)明中的分割式隧巷開掘設備包括后端被固定在環(huán)鏈電動葫蘆10上的機座9，如圖1、圖2所示，所述基座9上側設有渦輪3，渦輪3一側設有蝸桿2，蝸桿2下端連接有電機1，所述渦輪3上側邊緣固定有導銷11，渦輪3上側還設有后端固定在機座9上的擺座8，所述擺座8上設有導槽4，導銷11置于導槽4內(nèi)，所述擺座8前端設有與其相嚙合的圓柱盤輪5，圓柱盤輪5上套設有鋸繩6，所述鋸繩6兩端連接至鋸鏈12兩端，鋸鏈12包括兩側設有鏈耳13的鋸齒塊15，相鄰兩個鋸齒塊15上的鏈耳13經(jīng)插銷14連接，所述鋸齒塊15表面設有多片固定方向一致的硬質(zhì)合金片16。

一種分割式隧巷開掘設備的隧巷開掘方法，如圖3、圖4所示，如開掘端面為ABFE的隧巷，第一步，先在A、E兩點用電鉆垂直鉆出AH、EH₁兩個孔洞，再鉆通AH₁、EH兩個孔洞相交于點C形成AH₁E、AHE兩個三角面，之后以AH₁、E H₁孔洞為導向將鋸鏈12穿入A H₁E的巖體7孔洞中，鋸鏈12穿入時可借助管道清理機來進行，穿入后再將鋸鏈12兩端固定在圓柱盤輪5上的據(jù)繩6兩端，啟動電機1，電機1帶動蝸桿2轉動，蝸桿2帶動渦輪3旋轉，使得渦輪3上的導銷11在擺座8上的擺槽4內(nèi)運動，推動擺座8帶動與之相嚙合的圓柱盤輪5做往復運動，圓柱盤輪5帶動鋸繩6、鋸鏈12做往復切割，并且同時啟動環(huán)鏈電動葫蘆10，使得整體設備不斷往后移動，以H₁點開始切割A H₁E三角面，且H₁點切割開始后逐漸形成弧線，該線隨著鋸鏈12和開掘設備的后退逐漸將A H₁E三角面鋸空，同法可鋸空AHE三角面，此時AE側實際鋸空面為AHC H₁E面縫，同法在B、F點垂直鉆出BK、FK₁兩個孔洞，再鉆通BK₁、FK兩個孔洞相交于點C₁，鋸出BK C₁ K₁面縫；第二步，令以C、C₁點為基準點且平行于ABFE面的平面分別交AH、H₁E、BK、FK₁于D、D₁、G、G₁四點，再鉆通AG、BD兩個孔洞相交于點N, 鉆通FG₁、ED₁兩個孔洞相交于點N₁，分別鋸出BGNDA、F G₁ N₁ D₁E兩個面縫；第三步，再用鋸鏈12鋸空面AGG₁E矩形面,使得AGBFG₁E巖石塊脫離母巖成為自由體運出，之后再用鋸鏈12鋸空面NDD₁N₁矩形面,使得NDAED₁N₁巖石塊脫離母巖成為自由體運出，完成第一道開掘工序，第二道工序開始則以N₁、N₂點平行ABFE面為基準面A₁B₁F₁E₁，之后依次循環(huán)第一至三步，垂直向巖石內(nèi)部推進，直至貫穿整個巖石體。

如圖4所示，第二個循環(huán)的起點端面可以以DD₁G₁G₁面為基準面進行推進。

本發(fā)明中分割式隧巷開掘設備的工作原理是，將鋸鏈12穿入巖體7孔洞中可借助管道清理機來進行，穿入后再將鋸鏈12固定在圓柱盤輪5上的據(jù)繩6兩端，啟動電機1帶動蝸桿2轉動，蝸桿2帶動渦輪3旋轉，使得渦輪3上的導銷11在擺座8上的擺槽4內(nèi)運動，推動擺座8帶動與之相嚙合的圓柱盤輪5做往復運動，圓柱盤輪5帶動鋸繩6、鋸鏈12做往復切割，并且同時啟動環(huán)鏈電動葫蘆10，使得整體設備不斷往后移動，控制環(huán)鏈電動葫蘆10的轉動速度可使設備按需要的速度按后退，達到進行對巖體切割速度控制的目的，且切施工不受環(huán)境限制，可靈活移動，隧巷排除的巖塊，視巖塊具體材質(zhì)可進行不同加工做成板材等建筑材料或者藝術品。