Тоннелепроходческая машина (ТПМК) представляет собой крупногабаритное специальное оборудование, которое опирается на вращение режущей головки для разрушения породы и продвижения, в то время как опора тоннеля и удаление шлака выполняются одновременно, а полное сечение тоннеля формируется за один раз. Принцип его работы заключается в следующем:

Разрушение горных пород: Дисковые фрезы устанавливаются на режущей головке ТПМК. Под действием тяги и крутящего момента режущая головка прижимается к забою тоннеля. Дисковые фрезы вращаются вокруг центра режущей головки круговыми движениями, и в то же время вращаются вокруг своих центров. Когда тяга превышает прочность породы на сжатие, дисковые резцы проникают в породу, и поверхность туннеля сжимается и фрагментируется дисковыми резцами, образуя концентрические круглые канавки в туннеле. По мере увеличения глубины канавок поверхностные трещины горного массива углубляются и расширяются. Когда он превышает прочность породы на сдвиг и растяжение, порода между соседними концентрическими круглыми канавками отслаивается в виде чешуек, образуя шлак.

Удаление шлака: Режущая головка вращает и сгребает шлак в лоток для шлака через скребковую пластину, и таким образом попадает в бункер для шлака и приемное отверстие основного машинного ленточного конвейера. Он транспортируется в хвост оборудования ТПМК через основной машинный ленточный конвейер и резервный ленточный конвейер и, наконец, транспортируется за пределы тоннеля через сортировочный поезд или непрерывный ленточный конвейер.

Поддержка: В бедных пластах, таких как трещиноватые зоны, необходимо реализовать временную опору для окружающей породы за режущей головкой. В основном, анкерные болты, стальные сетки и стальные опоры используются для достижения временной опоры для окружающей породы.

Цикл растачивания: Цикл растачивания ТПМК попеременно состоит из операций растачивания и операций с переходом на ступень. Во время буровых работ выдвигать горизонтальную опору и плотно прижимать ее к стенке тоннеля, убирать заднюю опору, запускать ленточный конвейер. Режущая головка ТПМК выполняет спиральное движение, состоящее из комбинации линейного движения вдоль оси туннеля и однонаправленного вращательного движения вокруг оси. Битая порода падает из ковша режущей головки в ленточный конвейер и выводится в заднюю часть. Когда главный гребной цилиндр достигает максимального хода растачивания, ТПМК необходимо остановиться для изменения шага. В это время режущая головка перестает вращаться, задняя опора и нижняя опора щита режущей головки опускаются. Опорные башмаки медленно убираются и перемещаются вперед одним движением. После того, как опорные башмаки сдвинуты вперед на месте, они снова плотно прижимаются к каменной стене, а задняя опора и нижняя опора щита убираются. Наконец, резервный двигатель вытягивается для перемещения на один цикл с помощью телескопического цилиндра резерва.

ТПМК — это сложные машины, которые революционизируют способ строительства подземной инфраструктуры. Сводя к минимуму разрушение поверхности и оптимизируя процесс выемки грунта, они играют важнейшую роль в современных проектах строительства туннелей по всему миру.