本發(fā)明涉及一種掘進(jìn)過程中過異常帶破損的控制方法，尤其涉及的是一種礦用TBM掘進(jìn)過異常帶的圍巖及頂板的控制方法。

背景技術(shù)：

全斷面掘進(jìn)機(jī)是煤礦快速掘進(jìn)的發(fā)展方向之一，礦用全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)在隧道硬巖掘進(jìn)使用時(shí)效果明顯，將能突破性的提高煤礦的硬巖掘進(jìn)速度。由于全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)對(duì)圍巖的條件要求比較高，最適于硬巖掘進(jìn)，而煤礦地質(zhì)條件一般都比較復(fù)雜，尤其是煤礦地層暗藏異常區(qū)是影響全斷面掘進(jìn)機(jī)的施工效率。過異常區(qū)對(duì)掘進(jìn)的主要影響有五個(gè)方面，一、容易砸壞電纜、風(fēng)筒，對(duì)設(shè)備的破壞大；二、產(chǎn)生的大量矸石容易填實(shí)巷道底部，造成機(jī)器受阻，同時(shí)需要安排大量人員進(jìn)行清理，影響進(jìn)度；三、處理破碎幫、頂時(shí)間長(zhǎng)且需補(bǔ)打點(diǎn)錨桿、錨索，導(dǎo)致掘進(jìn)不能與支護(hù)平行作業(yè)(否則空頂距加大，掉落的矸石更多)；四、圍巖破碎掘進(jìn)時(shí)為減少對(duì)圍巖的破壞，人為降低推進(jìn)度；五、掘進(jìn)進(jìn)度慢巷道變形量大造成設(shè)備不能推進(jìn)。圍巖控制不到位，嚴(yán)重制約的全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)順利掘進(jìn)，可能造成盾構(gòu)機(jī)不能推進(jìn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種礦用TBM掘進(jìn)過異常帶的圍巖及頂板的控制方法，能夠?qū)崿F(xiàn)掘進(jìn)機(jī)在煤礦中的順利掘進(jìn)。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：本發(fā)明包括以下步驟：

(1)將暴露出來的破碎頂板進(jìn)行超前支護(hù)，同時(shí)對(duì)局部巖石進(jìn)行點(diǎn)錨桿固定，在頂板具備支護(hù)條件時(shí)立即進(jìn)行永久支護(hù)，縮短頂板暴露時(shí)間；

(2)調(diào)整TBM掘進(jìn)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，推進(jìn)度降低到正常掘進(jìn)的一半以下，減少刀盤振動(dòng)，降低對(duì)圍巖的擾動(dòng)；

(3)TBM掘進(jìn)機(jī)的護(hù)盾前方的矸石在未掉落前將其轉(zhuǎn)出，在矸石易掉落的地方設(shè)置防護(hù)板件；

(4)將TBM掘進(jìn)機(jī)的主梁下堆積的矸石轉(zhuǎn)運(yùn)出去，皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)及時(shí)清理矸石，確保設(shè)備底部推進(jìn)空間；

(5)異常帶的圍巖破碎處補(bǔ)打錨索，強(qiáng)化支護(hù)。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種礦用TBM掘進(jìn)過異常帶的圍巖及頂板的控制方法，其特征在于，所述超前支護(hù)的方法如下：

用錨桿鉆機(jī)對(duì)暴露出指型護(hù)盾外的巖體進(jìn)行鉆眼，根據(jù)錨桿長(zhǎng)度定眼的深度，錨注錨桿；若是圍巖較破碎，在上錨桿時(shí)用鋼筋網(wǎng)片組成網(wǎng)兜支護(hù)，最后用錨桿機(jī)將錨桿破錨緊固。

超前支護(hù)能夠?qū)敯迤鸬搅己玫目刂谱饔谩?/p>

所述永久支護(hù)的方法如下：

將鋼筋網(wǎng)片固定在巷道頂板上，并利用雙股鐵絲將鋼筋網(wǎng)片與巷道頂板上原有的網(wǎng)片每隔150～200mm綁扎一道，在臨時(shí)支護(hù)裝置的支護(hù)下施工錨桿，根據(jù)設(shè)計(jì)錨桿眼的深度，由巷道中間向兩幫打錨桿眼，用組裝好的錨桿將樹脂藥卷送入錨桿眼內(nèi)，帶動(dòng)錨桿攪拌30～40秒，待樹脂藥卷起效后擰緊錨桿的緊固螺母直至墊片變形為止，接著打其它眼孔完成頂部錨桿的全部安裝。

所述步驟(2)中，TBM掘進(jìn)機(jī)的刀盤轉(zhuǎn)速為3～4轉(zhuǎn)/分鐘。控制刀盤轉(zhuǎn)速，實(shí)現(xiàn)良好的減震效果。

所述步驟(2)中，TBM掘進(jìn)機(jī)的刀盤扭矩為300Nm?？刂频侗P扭矩，實(shí)現(xiàn)良好的減震效果。

所述步驟(2)中，TBM掘進(jìn)機(jī)的推進(jìn)壓力為1400～1600KN?？刂频侗P推進(jìn)壓力，減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)。

所述步驟(3)中，采用臨時(shí)支護(hù)裝置將矸石轉(zhuǎn)出。臨時(shí)支護(hù)裝置上可以實(shí)現(xiàn)人工站立。

所述步驟(3)中，防護(hù)板件為鋼板。取材方便，能夠減少矸石掉落過程中對(duì)設(shè)備的傷害。

所述步驟(5)中，錨索的間排距為1500mm×1500mm，錨索規(guī)格為Φ22mm×6300mm。能夠強(qiáng)化支護(hù)效果，減少圍巖的變形，確保巷道的斷面。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：本發(fā)明流程簡(jiǎn)單方便，能夠有效的實(shí)現(xiàn)圍巖控制，很好拓寬全斷面掘進(jìn)機(jī)在煤礦中的應(yīng)用，同時(shí)減少了掘進(jìn)施工過程中的難度，能夠有效的減少人工工作量，提高掘進(jìn)進(jìn)度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明臨時(shí)支護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的左視圖；

圖3是圖1中除去支撐架后的俯視圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

本實(shí)施例包括以下步驟：

(1)利用超前錨桿將暴露出來的破碎頂板進(jìn)行超前支護(hù)，同時(shí)對(duì)局部巖石進(jìn)行點(diǎn)錨桿固定，在頂板具備支護(hù)條件時(shí)立即進(jìn)行永久支護(hù)，以縮短頂板暴露時(shí)間，能起到良好的頂板控制作用；

(2)司機(jī)調(diào)整TBM掘進(jìn)機(jī)主要運(yùn)行參數(shù)，推進(jìn)度降低至正常掘進(jìn)的一半以下：刀盤轉(zhuǎn)速一般控制在3～4轉(zhuǎn)/分鐘，刀盤扭矩控制在300Nm，推進(jìn)壓力在1500KN左右，以減少刀盤振動(dòng)，從而對(duì)圍巖的擾動(dòng)；

(3)護(hù)盾前方的矸石在未掉落前利用臨時(shí)支護(hù)裝置將其轉(zhuǎn)出，并在矸石易掉落的地方設(shè)備防護(hù)鋼板，減少矸石掉落過程中對(duì)設(shè)備的傷害；在TBM的環(huán)型架梁上方開一個(gè)洞口，掉落的矸石人工直接搬運(yùn)從洞口通過一運(yùn)皮帶運(yùn)出；

(4)主梁下的堆積矸石人工轉(zhuǎn)運(yùn)到二運(yùn)皮帶機(jī)處，皮帶機(jī)運(yùn)行時(shí)人員進(jìn)行矸石清理，保證設(shè)備底部推進(jìn)空間。

(5)異常帶的圍巖破碎處采取補(bǔ)打錨索進(jìn)行強(qiáng)化支護(hù)措施，錨索規(guī)格為Φ22mm×6300mm，間排距1500mm×1500mm，減少圍巖的變形，確保巷道的斷面。

本實(shí)施例的超前支護(hù)具體過程如下：

施工作業(yè)人員站在支護(hù)平臺(tái)最前端，錨桿操作人員在臨時(shí)支護(hù)下將錨桿鉆機(jī)向斜前方傾倒，找好錨桿眼位，對(duì)暴露出指型護(hù)盾外的巖體進(jìn)行鉆眼，錨桿角度選擇上：一是要便于施工，二是錨桿可以錨入至穩(wěn)定圍巖中。錨桿長(zhǎng)度可以根據(jù)圍巖的破碎程度，常備的有2.0m、2.5m，根據(jù)錨桿長(zhǎng)度定眼的深度，再錨注錨桿，若是圍巖較破碎，點(diǎn)錨桿作用不大時(shí)，可以在上錨桿時(shí)上鋼筋網(wǎng)片組成網(wǎng)兜支護(hù)，最后用錨桿機(jī)將錨桿破錨緊固。

本實(shí)施例的永久支護(hù)具體過程如下：

施工作業(yè)人員站在支護(hù)平臺(tái)上，將鋼筋網(wǎng)片(網(wǎng)片規(guī)格1700×1000mm，φ6.5mm鋼筋焊接，網(wǎng)格100×100mm)放置于臨時(shí)支護(hù)裝置上，通過臨時(shí)支護(hù)裝置固定在頂板，并利用雙股14#鐵絲與原有的網(wǎng)片每隔200mm綁扎一道，錨桿操作人員在臨時(shí)支護(hù)下施工錨桿，根據(jù)設(shè)計(jì)錨桿眼的深度，找好錨桿眼位用氣動(dòng)錨桿機(jī)由巷道中間向兩幫打錨桿眼，用組裝好的錨桿將樹脂藥卷送入錨桿眼內(nèi)，用錨桿機(jī)帶動(dòng)錨桿攪拌30秒，攪拌先慢后快(送入孔底后攪拌時(shí)間不小于10秒)，2分鐘后用錨桿機(jī)擰緊螺母直至墊片變形為止,接著打其它眼孔完成頂部錨桿的全部安裝。1小時(shí)后用風(fēng)動(dòng)扳手或手動(dòng)扳手對(duì)所有安裝好的錨桿進(jìn)行再次預(yù)緊和檢驗(yàn)。

如圖1～3所示，本實(shí)施例所述的臨時(shí)支護(hù)裝置包括支撐架2與分別設(shè)置于礦用TBM的環(huán)形梁1上支護(hù)平臺(tái)3、升降機(jī)構(gòu)4和支撐立柱5；所述支護(hù)平臺(tái)3設(shè)置于環(huán)形梁1的側(cè)邊形成用于站立的空間，所述升降機(jī)構(gòu)4的一端鉸接在環(huán)形梁1上，另一端鉸接在支撐立柱5上，所述支撐立柱5的一端鉸接在環(huán)形梁1上，另一端鉸接在支撐架2上，所述支撐立柱5和升降機(jī)構(gòu)4構(gòu)成曲柄連桿機(jī)構(gòu)用于驅(qū)動(dòng)支撐架2上下運(yùn)動(dòng)。

本實(shí)施例的升降機(jī)構(gòu)4為液壓油缸。本發(fā)明的動(dòng)力為全液壓控制操作，機(jī)械化程度高，安全可靠。液壓油缸的液壓動(dòng)力源通過三通閥連接到礦用TBM上。與礦用TBM共用一泵站，無需另加動(dòng)力裝置。

所述支撐架2包括10個(gè)支撐桿21和2個(gè)連接桿22，所述連接桿22為弧形，所述支撐立柱5帶動(dòng)連接桿22上下運(yùn)動(dòng)，所述多個(gè)支撐桿21依次沿連接桿22的弧形方向固定在連接桿22上，本實(shí)施例可以選用焊接固定。

相鄰支撐桿21之間設(shè)有用于施工操作的間距，所述間距為0.5m。方便錨桿鉆機(jī)的通過以及便于施工人員通行。

整個(gè)支撐架2的直徑4米，長(zhǎng)4米，寬(弦長(zhǎng))3.5米，弧長(zhǎng)5米，本實(shí)施例支撐桿21為10根方管形鋼材。便于選材，價(jià)格低廉。

支撐架2的頂部鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片。支護(hù)作業(yè)前，將鋼筋網(wǎng)片鋪設(shè)到支撐架2上方，將支撐架2升起到與頂板接觸后，作業(yè)人員即可在該臨時(shí)支護(hù)裝置下安全作業(yè)。

支護(hù)平臺(tái)3的兩側(cè)設(shè)有用于人員上下的扶梯31。便于施工時(shí)方便使用。

支護(hù)平臺(tái)3為網(wǎng)格式踏板。不僅便于安裝、更換，還可以很好的起到防滑作用。

支護(hù)平臺(tái)3安裝在環(huán)形梁1兩側(cè)，分左側(cè)平臺(tái)和右側(cè)平臺(tái)兩部分，單側(cè)寬1米，長(zhǎng)4.5米，支護(hù)平臺(tái)3主要用于承載作業(yè)人員和支護(hù)工具，同時(shí)可以作用迎頭支護(hù)材料的臨時(shí)存放場(chǎng)地。支護(hù)平臺(tái)3的設(shè)計(jì)和應(yīng)用為現(xiàn)場(chǎng)施工人員提供了一個(gè)安全、寬敞的作業(yè)空間，徹底解決了礦用TBM支護(hù)施工人員站位問題。

礦用TBM的臨時(shí)支護(hù)裝置，安裝簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化支護(hù)工作，降低了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率，讓作業(yè)人員的安全得到了有效的保障。不僅為現(xiàn)場(chǎng)施工提供了一個(gè)安全高效的作業(yè)空間，而且在掘進(jìn)的同時(shí)，職工可以在這個(gè)安全的空間內(nèi)進(jìn)行支護(hù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了破巖與支護(hù)平行作業(yè)，打破了傳統(tǒng)炮掘和綜掘在掘進(jìn)時(shí)掘進(jìn)和支護(hù)不能平行作業(yè)的局限性，實(shí)現(xiàn)了安全高效快速掘進(jìn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。