连续皮带硫化方法

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域。更具体地说，本发明涉及一种连续皮带硫化方法。

背景技术

连续皮带机是TBM(隧道掘进机)施工出渣系统的主要设备，通常包括主驱动、移动尾段、皮带、储带仓、硫化台等。当TBM向前掘进的同时，储带仓不间断的向外释放皮带，使连续皮带机的延伸满足隧道施工深度增加的需求。由于储带仓的储带能力有限，通常每掘进一定距离(200-250m)需硫化一次皮带，以向连续皮带机增加一卷新的皮带，满足TBM的持续出渣作业。硫化过程中由于要切断原始皮带，并新增加新的皮带，导致整个皮带机的运输通道被切断而停机，即传统的硫化操作为停机操作，存在降低工程进度，增加资金投入的问题。申请号为201810204466.1，名称为一种TBM滑行段连续皮带机延伸TBM不停机硫化方法的专利中公开了通过TBM滑行时通过机尾滚筒拉拽皮带，机尾滚筒拖动连续皮带机的下皮带，把下皮带从储带仓内拉出，拉出的过程中上皮带不动，下皮带在下托辊上向洞内滑动并为上皮带输出延伸量，实现不停机硫化操作；但由于在掘进段掘进时需要将碎石等不断的运出洞外，该方法对于掘进段并不适用。如何设计一种硫化操作方法，降低掘进段停机时间甚至不停机，进而降低由于硫化停机造成的在工程进度上、资金投入上影响是目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种连续皮带硫化方法，降低掘进段停机时间甚至达到不停机，进而降低由于硫化停机造成的在工程进度上、资金投入上影响。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种连续皮带硫化方法，包括以下步骤：

包括以下步骤：

S1、设置连续皮带机：连续皮带机沿隧道深度加深方向通过皮带绕设依次包括头部卸料装置、收放带装置、第一定位装置、第一硫化装置、换带装置、第二硫化装置、第二定位装置、储带装置、尾部装置，其中，所述收放带装置包括设于皮带上方且沿皮带纵向间隔设置的多个第一滚轴、设于任意相邻第一滚轴间且位于皮带下方的第二滚轴，每个第二滚轴可升降设置；

S2、掘进段皮带接头硫化：第一定位装置、第二定位装置分别工作定位皮带，通过第一硫化装置、第二硫化装置分别对通过换带装置增加的皮带的两头与原皮带接头间进行硫化操作；

S3、硫化操作的同时，储带装置提供皮带以使尾部装置同步TBM掘进向前移动，且控制第二滚轴上升，以使上皮带按照预定速度运输物料；

S4、储带：当硫化完成后，TBM停机，松开夹紧装置一和夹紧装置二，启动换带装置将硫化后的整卷皮带全部拉入储带装置内；

S5、控制升降台和升降杆维持硫化完成后状态，进行正常的掘进操作至储带装置内的储带消耗至预定阈值，控制第二滚轴下降进行再次储带。

优选的是，所述第一滚轴的底端高度等于第一定位装置夹持的皮带的顶端高度。

优选的是，全部第二滚轴下方设置升降台，所述升降台顶端与每个第二滚轴的两端对应均设置升降杆，其中，升降台和升降杆均缩短至最短时，所述第二滚轴的顶端高度低于第一定位装置的皮带的底端高度。

优选的是，尾部装置同步TBM掘进向前移动，且调节第二滚轴上升具体为：

升降台上升，多个第二滚轴同步上升以向上牵引下皮带，进而带动皮带传输的同时，收纳传输的皮带，当升降台上升至最高点时，升降台停工；

沿远离硫化平台的方向，升降杆依次工作带动对应第二滚轴上移至最高点，进而带动皮带传输的同时，收纳传输的皮带至硫化完成或者全部第二滚轴上移至高端，升降杆停工。

优选的是，所述升降台包括升降机构、设于升降机构顶端的升降顶板。

优选的是，所述升降杆穿过所述升降顶板固定。

优选的是，所述收放带装置的收纳长度不小于硫化时间内皮带的传输长度。

优选的是，步骤S5中控制第二滚轴下降具体为：

沿远离硫化平台的方向，升降杆依次工作带动对应第二滚轴下移至最低点，而后，升降台下降，以使多个第二滚轴进一步同步下降，逐步释放收纳皮带并存储至储带装置内。

本发明至少包括以下有益效果：

通过收放带装置的设置，实现在掘进段硫化过程中的不停机操作，提高TBM掘进机的有效掘进效率，具体的：

(1)、收放带在硫化掘进阶段能够收纳皮带传输所需求的皮带量，进一步的，该部分皮带量可以通过再次存储入储带装置，而不影响储带装置前期的供带能力，进而不影响掘进段的正常掘进工作，再进一步，再次存储的皮带量可用于提供最后掘进阶段的延伸量需求，相当于整体减少依次硫化操作，更进一步的提高有效掘进效率；

(2)、收放带装置设置为包括升降台和升降杆的两级升降，升降台能够在收纳的初始相对于第一滚筒同步抬高皮带，进而配合位于端部的两个第一滚筒实现对皮带导向的定位，提高皮带传输的稳定性，且减少由于升降对收放带装置两侧皮带损伤；进一步通过升降杆进行逐级升降，尽可能减少在收纳和释放过程中对已收纳和未释放皮带的影响，提高收纳和释放使用的便利性；

(3)、升降杆穿过所述升降顶板固定，减少升降顶板配合升降杆收纳时的收纳高度，减少对纵向距离的占用，增强单个升降杆的对皮带的收纳能力。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明的其中一种技术方案所述连续皮带机的结构示意图；

图2为本发明的其中一种技术方案所述收放带装置的结构示意图；

图3为本发明的其中一种技术方案所述收放带装置的结构示意图。

附图标记具体为：头部卸料装置1；收放带装置2；第一滚轴20；第二滚轴21；升降台22；升降机构220；升降顶板221；升降杆2；第一定位装置3；第一硫化装置4；换带装置5；第二硫化装置6；第二定位装置7；皮带8；上皮带80；下皮带81。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

<方案1>

如图1-3所示，连续皮带硫化方法，以辅运大巷TBM连续皮带硫化操作为例，包括以下步骤：

S1、设置连续皮带机：连续皮带机沿隧道深度加深方向依次包括：

①、头部卸料装置1，其位于如图1所述的右端，可采用探头滚筒卸载的方式，运输的物料通过头部卸料装置1进行卸料处理；

②、收放带装置2，其包括设于皮带8上方且沿皮带8纵向间隔设置的多个第一滚轴20、设于任意相邻第一滚轴20间且位于皮带8下方的第二滚轴21，其中，多个第一滚轴20在高度方向上固定设置，即第一滚轴20本身沿其中轴线本身可转动设置，所述第一滚轴20的底端高度等于第一定位装置3夹持的皮带8的顶端高度(第一定位装置3原位夹持对应的皮带8，不改变皮带8本身的传输高度)，使用过程中，通过收放带装置2的设置，实现在掘进段硫化过程中的不停机操作，提高TBM掘进机的有效掘进效率，具体的：收放带在硫化掘进阶段能够收纳皮带8传输所需求的皮带量，进一步的，该部分皮带量可以通过再次存储入储带装置，而不影响储带装置前期的供带能力，进而不影响掘进段的正常掘进工作，再进一步，再次存储的皮带量可用于提供最后掘进阶段的延伸量需求，相当于整体减少依次硫化操作，更进一步的提高有效掘进效率；

每个第二滚轴21可升降设置，具体的：全部第二滚轴21下方设置升降台22，所述升降台22顶端与每个第二滚轴21的两端对应均设置升降杆2，即一个第二滚轴21对应两个升降杆2，分设于第二滚轴21前端，以带动第二滚轴21相对于升降台22上下移动，所述第二滚轴21沿其中轴线本身可转动设置；进一步，当升降台22和升降杆2均缩短至最短时(此时第二滚轴21下降至最低)，所述第二滚轴21的顶端高度低于第一定位装置3的皮带8的底端高度，使用过程中，收放带装置2设置为包括升降台22和升降杆2的两级升降，升降台22能够在收纳的初始相对于第一滚筒同步抬高皮带8，进而配合位于端部的两个第一滚筒实现对皮带8导向的定位，提高皮带8传输的稳定性，且减少由于升降对收放带装置2两侧皮带8损伤；进一步通过升降杆2进行逐级升降，尽可能减少在收纳和释放过程中对已收纳和未释放皮带8的影响，提高收纳和释放使用的便利性；

②、第一定位装置3，用于原位夹持对应穿过的皮带8，不改变皮带8本身的传输高度，实现对皮带8的定位；

③、第一硫化装置4，用于在增加新带的过程中，硫化其中一个接头；

④、换带装置5，用于增加新带；

⑤、第二硫化装置6，用于在增加新带的过程中，硫化另一个接头，配合第一硫化装置4实现对两个接头的同步硫化；

⑥、第二定位装置7，用于原位夹持对应穿过的皮带8，不改变皮带8本身的传输高度，实现对皮带8的定位，其中，第一定位装置3和第二定位装置7配合定位形成稳定的待硫化空间，为第一硫化装置4、换带装置5、第二硫化装置6的安装工作提供空间；

⑦、储带装置，满足连续皮带机连续、快速、不间断的输送物料(废渣)，用于存储皮带8，通常能存储400-600m皮带8，满足使连续皮带机能连续运行200-300m而不用停机；

⑧、尾部装置，其用于承接物料至皮带8，且配合隧道掘进机安装；

上述装置间通过皮带8绕设，沿隧道深度加深方向即为下皮带81的移动方向，该方向和上皮带80的运输方向相反；

S2、设定存储装置的存储量为500m，额定掘进速度为3.6m/s，在该掘进速度下，控制升降台22和升降杆2均缩短至最短，不影响皮带8的运行，掘进至存储量为第一阈值(该皮带8长度慢足硫化期间皮带8的掘进和运输需求)；

S3、当掘进至存储量为第一阈值时，进行掘进段皮带接头硫化操作，具体的：

S3.1、施工准备工作：

硫化施工现场前后20m范围内提前1天冲尘干净；

所有参加施工人员穿干净工作服，戴手套工作；

提前将硫化施工所用的工具、材料运到施工现场，放到合适位置；

提前接好电源，准备硫化皮带8的整套装具和粘合材料(生胶水、厚薄胶条、丙酮或二甲苯、化纤毛巾等)，小工具包括裁纸刀、锋利切刀、磨刀油石、剪刀、钢板尺、尖嘴钳、克丝钳、磨光机等；并调试好硫化机加热板、温控开关、磨光机等设备，保证能够正常使用；

S3.2、第一定位装置3、第二定位装置7分别工作定位皮带8；

S3.3、选择安放第一硫化装置4、第二硫化装置6的合适位置并安放第一硫化装置4、第二硫化装置6，进一步通过第一硫化装置4、第二硫化装置6分别对通过换带装置5增加的皮带8(500m)的两头与原皮带接头间进行硫化操作，具体包括：

皮带接头的制作：皮带接头两端重叠扣合的总长度应保证0.8B(B为皮带宽度)，分清皮带8的正反面，用壁纸刀把损伤的接头割除，对接头进行划线、取点，将皮带8沿衬里的帘布层剥皮成相应的阶梯状，每个阶梯的长度根据皮带衬里帘布层的层数来均分；每次切割胶皮的宽度以50mm为宜，便于胶皮呈条状从帘布层撕脱；其中，为保证扣合质量，剥皮时应彻底清除衬里帘布层表面的胶皮，可用铜丝抛光轮小心打磨表层粘胶，然后用丙酮或二甲苯仔细清洗表面，待液体挥发，把擦干净的齿形接头和模板分离，在硫化机平板上放上绦纶膜(或报纸)、面胶，并铺展均匀；

在剥好皮的阶梯表面均匀地刷一层生胶水黑浆液，使其充分吸收后再刷一次；略为晾干后，密实地铺一层生胶，小心扣合对接，保证接缝对正，并严丝合缝，结合层不得有气泡，可用刀片小心划破鼓包处生胶皮，然后压紧，不留空隙；

依次扣合硫化机压板，均匀上紧压板螺栓，连接温度传感器和加温装置，用水压压力机打压至规定仪表读数，同时开启加温电源，进行自动硫化固化程序，其中，达到规定硫化温度，开始计时保温，约40min；当保温时间达到后，开始进入硫化机冷却阶段，通常应缓慢冷却，当温度低于60℃时，冷却过程结束，拆除第一硫化装置4、第二硫化装置6，检查硫化皮带的接头质量，确认无误后，清理硫化机废料；

在进行上述硫化操作的同时，储带装置提供皮带8以使尾部装置同步TBM掘进向前移动，且控制第二滚轴21上升，以使上皮带80按照预定速度运输物料，具体的：

尾部装置同步TBM掘进向前移动；

同步升降台22上升，多个第二滚轴21同步上升以向上牵引下皮带81，进而带动皮带8传输的同时，收纳传输的皮带8，当升降台22上升至最高点时，升降台22停工；

进一步，沿远离硫化平台的方向，升降杆2依次工作带动对应第二滚轴21上移至最高点，进而带动皮带8传输的同时，收纳传输的皮带8至硫化完成或者全部第二滚轴21上移至高端，升降杆2停工，优选的所述收放带装置2的收纳长度不小于硫化时间内皮带8的传输长度，其中，在满足同步掘进需求的基础上，可通过降低皮带8运输速度，降低硫化时间的方式，满足段时间运输需求的同时，降低收放带装置2规格；

具体的，对于所述升降台22，其包括升降机构220、设于升降机构220顶端的升降顶板221，所述升降杆2穿过所述升降顶板221固定，减少升降顶板221配合升降杆2收纳(收缩至最短时)时的收纳高度，减少对纵向距离的占用，增强单个升降杆2的对皮带8的收纳能力；

S4、储带：当硫化完成后，TBM停机，松开夹紧装置一和夹紧装置二，启动换带装置5将硫化后的整卷皮带8全部拉入储带装置内；

S5、设定额定掘进速度为3.6m/s，在该掘进速度下，控制升降台22和升降杆2维持硫化完成后状态，进行正常的掘进操作至储带装置内的储带消耗至预定阈值(基本消耗完成)，进行再次储带，具体的：

沿远离硫化平台的方向，升降杆2依次工作带动对应第二滚轴21下移至最低点，而后，升降台22下降，以使多个第二滚轴21进一步同步下降，逐步释放收纳皮带8并存储至储带装置内；

S6、重复步骤S3-S5至掘进至最后阶段，此时消耗储带装置内存储的收纳皮带8完成最后阶段的掘进。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。