杭州华东地下工程智能装备研究院有限公司;中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司;浙江华东工程建设管理有限公司吴坚获国家专利权
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龙图腾网获悉杭州华东地下工程智能装备研究院有限公司;中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司;浙江华东工程建设管理有限公司申请的专利一种用于软弱破碎地层的竖井掘进机双层独立撑靴系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119933708B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510438097.2,技术领域涉及:E21D1/03;该发明授权一种用于软弱破碎地层的竖井掘进机双层独立撑靴系统是由吴坚;曾志全;朱鹏;王永明;钟伟斌;黄雷;刘佼;周星海;王士伟;缪宁;翁凯;吴江华设计研发完成,并于2025-04-09向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种用于软弱破碎地层的竖井掘进机双层独立撑靴系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种用于软弱破碎地层的竖井掘进机双层独立撑靴系统,属于土层钻进技术领域。包括:推进梁;撑靴机构,撑靴机构沿推进梁圆周方向每隔一定角度均匀布置,撑靴机构包括支撑柱;靴板,设置于支撑柱外侧面,靴板上设置有压力传感器;调向机构,设置于所述推进梁上端面。其中,支撑柱与推进梁之间连接有用于转向的调向油缸以及用于推进的推进油缸。通过本发明,能够实时监测支撑于竖井侧壁的撑紧油缸的撑紧压力,在撑紧油缸将靴板顶出,使得靴板与竖井的壁面相互贴合后,设置于靴板上的压力传感器能够快速的测得靴板与竖井壁面之间的压力大小,通过压力大小从而能够判断出此处的竖井壁面是否为软弱破碎面。
本发明授权一种用于软弱破碎地层的竖井掘进机双层独立撑靴系统在权利要求书中公布了:1.一种用于软弱破碎地层的竖井掘进机双层独立撑靴系统,其特征在于,包括: 推进梁(2); 撑靴机构(1),所述撑靴机构(1)沿所述推进梁(2)圆周方向每隔一定角度均匀布置,所述撑靴机构(1)包括支撑柱(4); 靴板(10),设置于所述支撑柱(4)外侧面,所述靴板(10)上设置有多个压力传感器(11),所述压力传感器(11)连接有控制终端(12); 调向机构(9),设置于所述推进梁(2)上端面; 其中,所述支撑柱(4)与推进梁(2)之间连接有用于转向的调向油缸(8)以及用于推进的推进油缸(7),靴板(10)与支撑柱(4)之间连接有用于支撑竖井侧壁的撑紧油缸(6); 所述靴板(10)有上下两层; 所述压力传感器(11)分布设置于所述靴板(10)上,所述压力传感器(11)与控制终端(12)之间通过无线传输方式连接,所述控制终端(12)用于分析压力传感器(11)上的数据并通过分析所得数据对所述撑紧油缸(6)进行压力反馈调节; 所述撑靴系统通过在线感知撑紧油缸(6)压力和竖井侧壁围岩变形,对靴板(10)上不同压力传感器(11)的压力-变形曲线进行对比分析,实时感知竖井侧壁围岩软弱破碎程度,并据此动态反馈调节撑紧油缸(6)压力,从而使得靴板(10)对竖井洞壁的支撑更加稳定,其中,分析并感知竖井侧壁围岩软弱破碎程度具体包括以下步骤: S1:读取撑紧油缸(6)压力σ ij 和压力传感器(11)监测的围岩应变ε ij ; S2:通过将撑紧油缸(6)压力σ ij 除以压力传感器(11)监测的围岩应变ε ij 求解围岩的变形模量E ij ; S3:计算同一靴板上若干个压力传感器(11)监测位置围岩的变形模量的算术平均值E i ; S4:计算同一靴板(10)上的压力传感器(11)监测位置围岩的变形模量E ij 与算术平均值E i 的偏差率λ ij ; S5:判断偏差率λ ij 是否超过临界阈值40%,若超过临界阈值则认为该压力传感器(11)对应的靴板(10)位置地层局部破碎,若未超过临界阈值则认为该压力传感器(11)对应的靴板(10)位置地层相对完整; S6:计算不同靴板(10)上压力传感器(11)监测位置围岩的变形模量的算术平均值E i 的平均值E; S7:计算不同靴板(10)上各个监测位置围岩的变形模量的算术平均值E i 与其平均值E的偏差率ξ i ; S8:判断偏差率ξ i 是否超过临界阈值50%,若超过临界阈值则认为竖井掘进机掘进过程中存在软弱地层,若未超过临界阈值则认为竖井掘进机掘进地层相对均匀。
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