[发明专利]一种同心大小双刀盘防岩爆开挖装置及掘进机

说明书

本发明提供了一种同心大小双刀盘防岩爆开挖装置，所述开挖装置包括大刀盘、小刀盘、出渣系统和双驱动系统，所述大刀盘与小刀盘同轴设置且小刀盘设置于大刀盘中部的空腔中，所述小刀盘的开挖面位于大刀盘的开挖面前方，所述大刀盘和小刀盘均与双驱动系统连接，并由双驱动系统驱动大刀盘和小刀盘独立运动，所述出渣系统设置于小刀盘内部的空腔中，所述出渣系统用于运输岩渣。本发明的大刀盘和小刀盘同心同轴布置，沿同一中心轴线旋转，在掘进过程中，小刀盘开挖出特定洞径的先导洞，实现超前一定距离释放地应力，降低后方主洞岩爆概率和强度甚至防止岩爆的发生。本发明还提供了一种包括所述开挖装置的掘进机。

技术领域

本发明涉及隧道掘进机技术领域，具体涉及一种同心大小双刀盘防岩爆开挖装置及掘进机。

背景技术

随着科学技术的发展，隧道掘进机因其在经济、安全环保以及掘进效率等方面的巨大优势，越来越受到各行各业的重视，在铁路隧道、公路隧道、城市地铁隧道、煤矿隧道以及引水隧洞等地下工程建设中得到了广泛应用。虽然在地质条件复杂的长距离、大埋深、高地应力的隧洞应用越来越多，但是掘进机在面对岩爆特别是强烈岩爆地质时仍存在局限性。

岩爆是一种动力失稳地质灾害，一般掘进机在大埋深、高地应力的隧洞掘进过程中会发生岩爆。当岩爆的发生频率和强度达到一定程度时，对施工人员和设备的安全会造成极大的威胁，影响掘进机施工效率，严重者会危及人员生命以及使项目停摆。现有隧道掘进机一般均配置单一刀盘，一次性开挖成洞，主机离开挖掌子面很近。而岩爆大多发生在掌子面及附近成洞轮廓，一旦发生岩爆，首当其冲的就是主机和附近的施工人员，严重威胁施工人员和设备安全。受单一刀盘结构影响，现有掘进机只能在开挖后进行防护岩爆处理，预先处理岩爆功能非常弱。

综上所述，急需一种同心大小双刀盘防岩爆开挖装置及掘进机以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种同心大小双刀盘防岩爆开挖装置，旨在解决现有掘进机为单一刀盘结构，预先处理岩爆功能非常弱的问题，具体技术方案如下：

一种同心大小双刀盘防岩爆开挖装置，所述开挖装置包括大刀盘、小刀盘、出渣系统和双驱动系统，所述大刀盘与小刀盘同轴设置且小刀盘设置于大刀盘中部的空腔中，所述小刀盘的开挖面位于大刀盘的开挖面前方，所述大刀盘和小刀盘均与双驱动系统连接，并由双驱动系统驱动大刀盘和小刀盘独立运动，所述出渣系统设置于小刀盘内部的空腔中，所述出渣系统用于运输岩渣。

以上技术方案中优选的，小刀盘比大刀盘先开挖先导距离L，所述小刀盘用于开挖超前释放岩层地应力的先导洞，所述小刀盘开挖出来的洞径d为先导洞直径，所述大刀盘开挖出来的洞径D为工程隧道成洞直径。

以上技术方案中优选的，所述双驱动系统设置于掘进机的主机上，所述双驱动系统包括外驱动系统和内驱动系统，所述小刀盘与内驱动系统连接，所述大刀盘与外驱动系统连接。

以上技术方案中优选的，所述出渣系统包括两级接渣斗和输送机构，两级接渣斗设置于主机上用于接收大刀盘和小刀盘开挖的岩渣，所述输送机构设置于主机上且位于两级接渣斗出渣口的下方，所述输送机构用于往外输送岩渣。

以上技术方案中优选的，所述输送机构为螺旋输送机或皮带输送机。

以上技术方案中优选的，所述大刀盘和小刀盘的开挖面上均设有多件滚刀和多件铲斗。

以上技术方案中优选的，所述大刀盘和小刀盘上的铲斗均沿着周向均匀设置。

以上技术方案中优选的，所述大刀盘和小刀盘上均设有用于安装滚刀及铲斗的刀座。

以上技术方案中优选的，所述大刀盘和小刀盘均为平面式结构、锥面式结构或球面式结构中的一种。

本发明还提供了一种掘进机，包括上述的开挖装置。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：