专利汇可以提供一种顶管式煤矿小断面巷道自主掘进的方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且一种顶管式 煤 矿小断面巷道自主掘进的方法,利用顶管式煤矿自主掘进装备,在煤矿进行小断面巷道施工,一次成型断面,施工效率高,工具管在机头的后侧,工具管和机头的外径尺寸相同,采用承插式连接方式,后一 根管 的前 法兰 和前一根管的后法兰紧密贴合,工作硐室内安装了主顶装置,利用主顶装置推顶管,当主顶油缸前伸到位时,将主顶油缸收回,硐室上方搭建了工字 钢 和电动葫芦,使用电动葫芦将辅助硐室里摆放的工具管吊装到主顶 导轨 上,将管路和 电缆 连接后,继续向前顶进,完成巷道的施工。本 发明 优点:掘进速度快、工人劳动强度小,降低了作业难度。降低了作业危险性,减小了工人的劳动强度,对煤矿行业降本增效具有重要意义。,下面是一种顶管式煤矿小断面巷道自主掘进的方法专利的具体信息内容。
1.一种顶管式煤矿小断面巷道自主掘进的方法,其特征在于:所述的顶管式煤矿小断面巷道自主掘进的方法,利用顶管掘进机对煤矿小断面巷道进行施工;
其施工过程如下:首先采集需要掘进的巷道的岩性相关数据,根据巷道的物理特性设计顶管掘进机的刀盘布置,工具管在机头的后侧,工具管和机头的外径尺寸相同,采用承插式连接方式,后一根管的前法兰和前一根管的后法兰紧密贴合,工作硐室内安装了一个由4个油缸组成的主顶装置,利用主顶装置推顶管,当主顶油缸前伸到位时,将主顶油缸收回,硐室上方搭建了工字钢和电动葫芦,使用电动葫芦将辅助硐室里摆放的顶管吊装到主顶导轨上,将管路和电缆连接后,继续向前顶进,重复这个过程,完成巷道的施工;
顶管掘进机控制系统建立了基于神经网络的自主掘进模型,自主调节掘进参数,通过全站仪的和陀螺仪协同测量,建立理想纠偏模型,实现实时自主纠偏,掘进过程中无需人工操作;在接收端修建接收硐室,将机头和中继间设备从接收硐室处顶出,留在巷道的顶管作为支护使用。
2.按照权利要求1所述的顶管式煤矿小断面巷道自主掘进的方法,其特征在于:所述的顶管式煤矿小断面巷道自主掘进的方法:
首先,采集待掘进的岩层及煤层的地质样本,调整掘进机的刀盘分布,选取合理的刀具;其次,掘进顶管式煤矿自主掘进装备摆放所需硐室,由工作硐室和辅助硐室两部分组成;
借助矿井轨道运输车、绞车、手拉葫芦,将顶管装备所需的掘进机头、主顶油缸安装于工作硐室内,将电控设备、进水排渣设备、注浆设备安装于辅助硐室内;待全部装备安装到位后,使用卡箍将进水排渣管路及注浆管路进行连接,并对电控设备的电缆、传感器连接;
根据矿方给出的坐标点,使用防爆型全站仪,对预埋密封前墙和主顶导轨进行找正。
3.按照权利要求1所述的顶管式煤矿小断面巷道自主掘进的方法,其特征在于:掘进机头旋转破碎岩石,主顶装置的油缸推着顶管前进,每根顶管采用承插连接,每根顶管通过法兰传递顶力,当油缸行程达到3.5米时,将油缸缩回,放入下一根顶管,连接内部的电缆和管路,以后重复此过程;
自主掘进系统考虑到主顶压力、 刀盘电流的数值受顶推速度、刀盘转速、排泥压力控制参数的影响,建立顶管掘进机基于BP神经网络的智能控制系统模型,针对不同地质情况建立工程数据库,使用工程数据对模型进行训练;
将输入变量和外界扰动加载到BP神经网络的输入层,进而对BP神经网络隐含层权值标定,对基于BP神经网络的智能控制系统进行研究,通过离线学习方式,针对不同的地址情况,自主的对隐含层权值进行标定,在系统稳定的前提下保证顶管掘进机掘进效率最高;
自动定向系统以全站仪测量为主、以陀螺仪测量为辅、以全站仪数据补偿陀螺仪数据,实现对掘进路线实时监测;当掘进实际路线与设定路线发生偏离,即产生路线偏离量时,路线偏离量通过PID控制器,输出纠偏油缸的给定量,自动定向系统自动进行纠偏操作;并将路线偏离量和纠偏油缸的实际伸出量反馈到纠偏动力学模型,对PID控制器进行补偿;通过工程试验数据,对理想的纠偏动力学模型增加转动角和倾斜角扰动数据,得出一个真实的纠偏动力学模型;
建立主顶系统、截割系统、供水排渣系统、纠偏系统子系统的数学模型,并将各子系统的数学模型进行耦合,建立顶管掘进机控制系统模拟模型,将推进速度、切削速度、地质条件参数作为神经网络的输入层,进尺效率、截割效率参数作为神经网络的输出层;使用顶管掘进机大量的实际工程试验样本数据,对神经网络隐含层的权值进行标定,最终得到基于神经网络的顶管掘进机控制系统模拟模型,该模型能够真实的反应出顶管掘进机施工过程中的相关参数;
进水泵将清水池中的清水沿着管路排到切削刀盘的研磨腔中,排渣泵将完成研磨的矸石和浆液排出到泥水分离器中,随着顶进距离的延长,能够在顶管中增加排渣泵,增加排渣能力;浆液经过泥浆处理设备的粗筛层,经过筛振将粒径在2mm以上的渣料分离出来,其余的大部分泥浆进入泥浆处理设备的储浆池,然后再由渣浆泵将泥浆沿输浆软管从水力旋流器进浆口切向射入,此时泥浆将在旋流器中完成固液分离,净化后的浆液从旋流器的溢流管流出,通过泥浆处理设备的中储箱向外排出;旋流器分离出的固相浓缩浆由旋流器下端的底流口排出落入细筛,经过筛振滤出液体,固体部分分离到皮带上,运出硐室。
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