一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法与流程

本发明属于土压平衡盾构机掘进开挖，具体涉及一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法。

背景技术：

1、在利用土压平衡盾构机掘进开挖高瓦斯地层的过程中，当土压平衡盾构机的土仓内部的瓦斯浓度较高时，无法进入土仓内部更换磨损刀具，必须保证土仓内部瓦斯浓度值小于瓦斯浓度限定值时，才能进入土仓内部更换磨损刀具；目前，拟定的实施方法有两种，第一种是在关闭土仓门、开启平衡阀的情况下，利用空压机和泡沫管路向土仓内持续注入空气，实现置换土仓内部气体的目的，直至将土仓内部的瓦斯浓度降低至瓦斯浓度限定值以内，但是，经过现场试验实施发现，土仓内部的瓦斯浓度变化很小，基本无效果，导致不能开仓换刀；第二种是直接打开土仓门，将土仓内部的瓦斯自然排出，土仓内部的高浓度瓦斯大量从土仓门逸出，当土压平衡盾构机的甲烷传感器检测出甲烷浓度达到1％时，会引起土压平衡盾构机触发风电闭锁机制，导致整个土压平衡盾构机断电，根本无法实现换刀作业；因此，应该提供一种便于操作的土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其设计合理，采取土仓保压运移瓦斯的方式，能够将土仓内的瓦斯运移挤压至地层裂隙中，将土仓内瓦斯浓度控制在瓦斯浓度限定值以内，此时，土仓处于一个可作业安全时段，在可作业安全时段内打开土仓门，不会触发风电闭锁机制，不会导致土压平衡盾构机断电，能够完成磨损刀具的更换工作。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

3、步骤一、关闭安装在土压平衡盾构机的土仓上的所有泄压阀，使土仓保持密闭状态；

4、步骤二、向所述土仓内持续注入空气，对所述土仓实施加压与保压：

5、利用空压机和泡沫管路向所述土仓内持续注入空气，且使所述空压机的送风量为初始送风量，在持续加压过程中，对所述土仓的内部压力进行实时检测，当实时检测得到的土仓内部实测压力值大于隧洞单孔瓦斯涌出压力的最大值之后，调整所述空压机的送风量为泡沫管路送风量，实施保压，使所述土仓内部的瓦斯气体充分运移挤压至地层裂隙中；

6、步骤三、打开安装在土压平衡盾构机的土仓上的所有泄压阀进行泄压；

7、在持续泄压过程中，对所述土仓的内部压力进行实时检测，当实时检测得到的土仓内部实测压力值等于0mpa时，打开土仓门，多次检测所述土仓内部瓦斯浓度，当检测得到的所述土仓内部瓦斯浓度值小于瓦斯浓度限定值时，所述瓦斯浓度限定值为0.5％，执行步骤四；当检测得到的所述土仓内部瓦斯浓度值不小于瓦斯浓度限定值时，关闭土仓门，执行步骤一；

8、步骤四、施工人员进入所述土仓更换磨损刀具：

9、在更换磨损刀具的过程中，利用空压机和泡沫管路向所述土仓内持续注入空气，且使所述空压机的送风量为泡沫管路送风量；并多次检测所述土仓内部瓦斯浓度，当检测得到的所述土仓内部瓦斯浓度值不小于瓦斯浓度限定值时，施工人员撤出所述土仓，关闭土仓门，执行步骤一；

10、步骤五、多次重复步骤一至步骤四，直至完成所有的磨损刀具的更换。

11、上述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二中，所述初始送风量不小于2m3/min。

12、上述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二和步骤四中，所述泡沫管路送风量的取值范围为0.15m3/min～1.5m3/min。

13、上述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二中，所述隧洞单孔瓦斯涌出压力的取值范围为0.08mpa～0.14mpa，所述土仓内部实测压力值的取值范围为0.15mpa～0.3mpa。

14、上述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二中，实施保压的时长的取值范围为5～8小时。

15、本发明与现有技术相比具有以下优点：

16、1、本发明通过采取土仓保压运移瓦斯的方式，土仓保压运移瓦斯的具体操作过程为：先关闭安装在土压平衡盾构机的土仓上的所有泄压阀，使土仓保持密闭状态；利用空压机以初始送风量向土仓内持续注入空气，对土仓实施加压；当实时检测得到的土仓内部实测压力值大于隧洞单孔瓦斯涌出压力的最大值之后，调整空压机的送风量为泡沫管路送风量，实施保压，在保压过程中，能够使土仓内部的瓦斯气体充分运移挤压至地层裂隙中，并将土仓内瓦斯浓度控制在瓦斯浓度限定值以内，此时，土仓处于一个可作业安全时段，在可作业安全时段内打开土仓门，不会触发风电闭锁机制，不会导致土压平衡盾构机断电，能够完成磨损刀具的更换工作。

17、2、本发明在持续泄压过程中，对土仓的内部压力进行实时检测，当实时检测得到的土仓内部实测压力值等于0mpa时，打开土仓门，多次检测土仓内部瓦斯浓度，当检测得到的土仓内部瓦斯浓度值小于瓦斯浓度限定值时，瓦斯浓度限定值为0.5％，施工人员就可以进入土仓内进行磨损刀具的更换；如果检测得到的土仓内部瓦斯浓度值不小于瓦斯浓度限定值时，就需要关闭土仓门，继续重复进行土仓保压运移瓦斯，将土仓内部的瓦斯气体充分运移挤压至地层裂隙中，直至检测得到的土仓内部瓦斯浓度值小于瓦斯浓度限定值。

18、3、本发明设计合理，提高了土压平衡盾构机开仓换刀的操作效率和安全性，便于推广应用。

19、综上，本发明设计合理，通过采取土仓保压运移瓦斯的方式，能够将土仓内的瓦斯运移挤压至地层裂隙中，将土仓内瓦斯浓度控制在瓦斯浓度限定值以内，此时，土仓处于一个可作业安全时段，在可作业安全时段内打开土仓门，不会触发风电闭锁机制，不会导致土压平衡盾构机断电，能够完成磨损刀具的更换工作。

20、下面通过附图和实施例，对本发明做进一步的详细描述。

技术特征：

1.一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

2.按照权利要求1所述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二中，所述初始送风量不小于2m3/min。

3.按照权利要求1所述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二和步骤四中，所述泡沫管路送风量的取值范围为0.15m3/min～1.5m3/min。

4.按照权利要求1所述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二中，所述隧洞单孔瓦斯涌出压力的取值范围为0.08mpa～0.14mpa，所述土仓内部实测压力值的取值范围为0.15mpa～0.3mpa。

5.按照权利要求1所述的一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，其特征在于：步骤二中，实施保压的时长的取值范围为5～8小时。

技术总结本发明公开了一种土压平衡盾构机保压运移瓦斯开仓换刀方法，包括：一、关闭安装在土压平衡盾构机的土仓上的所有泄压阀，使土仓保持密闭状态；二、向土仓内持续注入空气，对土仓实施加压与保压；三、打开安装在土压平衡盾构机的土仓上的所有泄压阀进行泄压；四、施工人员进入土仓更换磨损刀具；五、多次重复步骤一至步骤四，直至完成所有的磨损刀具的更换。本发明采取土仓保压运移瓦斯的方式，能够将土仓内的瓦斯运移挤压至地层裂隙中，将土仓内瓦斯浓度控制在瓦斯浓度限定值以内，此时，土仓处于一个可作业安全时段，在可作业安全时段内打开土仓门，不会触发风电闭锁机制，不会导致土压平衡盾构机断电，能够完成磨损刀具的更换工作。技术研发人员：李海龙,徐晓峰,高文甫,周政杰,黄田,王玉杰,黄世鹏,刘彬,万超,晁鹏,王楠,屈旭东受保护的技术使用者：中国水利水电第三工程局有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/23