中心立柱全断面竖井钻机制造技术

本发明专利技术属于矿产机械技术领域，特别是涉及一种中心立柱全断面竖井钻机。包括中心立柱、设备平台、井架、掘进系统、人员及物料输送系统、井壁支护系统和保障系统，以及操控室；在井口处安装有井架，所述井架上设有操控室，所述中心立柱由井底直接通到井口，并与地面井架所含的滑移架连接，在设备中心立柱的前端安装有掘进系统，在设备中心立柱上自后向前依次安装有多个设备平台，人员及物料输送系统和保障系统分别安装在掘进系统后部的设备平台上和地面，井壁支护系统安装在掘进系统后部的设备平台上及其四周。本发明专利技术解决了煤矿等大型竖井的施工问题，实现了竖井掘进、出渣、支护、排水、通风等一系列功能的自动化、机械化、集成化成套设备的平行施工作业，设备拆装方便，节省准备时间，提高施工效率，降低施工成本，增加施工安全性，并且应用范围广。

【技术实现步骤摘要】
中心立柱全断面竖井钻机
本专利技术属于矿产机械
，特别是涉及一种中心立柱全断面竖井钻机。
技术介绍
现有竖井开凿方式历经长期的发展，主要凿井方式有钻爆法、钻井法等，施工工艺已经成熟。竖井开凿设备也经历同样的发展历程，设备技术已经成熟，依然沿用传统的施工方式，凿井设备难以实现自动化，平行施工困难，人员劳动强度大。我国现有的竖井开凿设备技术经多次改进已经发展成熟，通过提高单一设备的施工效率已经难以提高竖井开凿速度，急需全新的设备来提高施工效率。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题就是克服上述现有设备的不足，提供一种自动化、机械化程度高，竖井施工更加快速、安全，能够完成大直径、大深度的竖井施工，并且施工成本较低的中心立柱全断面竖井钻机。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为: 一种中心立柱全断面竖井钻机包括中心立柱、设备平台、井架、掘进系统、人员及物料输送系统、井壁支护系统和保障系统，以及操控室；在井口处安装有井架，所述井架上设有操控室，所述中心立柱由井底直接通到井口，并与地面井架所含的滑移架连接，在设备中心立柱的前端安装有掘进系统，在设备中心立柱上自后向前依次安装有多个设备平台，人员及物料输送系统和保障系统分别安装在掘进系统后部的设备平台上和地面，井壁支护系统安装在掘进系统后部的设备平台上及其四周。所述中心立柱由多段中空立柱主体通过法兰及紧固件连接而成，在立柱主体的四周分布有主提升机导轨、副提升机导轨、电缆、高压气管、混凝土管道、净水管、出浆管、进浆管和稳定器安装座，中心立柱内中空部分形成保障系统所含通风及通水模块的风道，保障系统所含通风及通水模块的风机直接安装在中心立柱内部。所述设备平台包括固定平台和安装在衬砌模板段的伸缩平台，所述伸缩平台包括基础平台、小平台、伸缩油缸和密封条，基础平台与中心立柱固定连接，在基础平台四周水平固定设有伸缩油缸，伸缩油缸所含活塞杆末端固定连接有小平台，小平台外端部设有密封条，密封条外端与模板接触。所述井架包括井架主体、滑移架、滑移立柱、举升油缸、行走装置、立柱吊机、立柱机械手、动力站、溜渣槽；井架主体下部安装有行走装置，上部安装有滑移立柱和动力站，滑移立柱为滑移架的滑动导轨，举升油缸一端安装在滑移架上，另一端安装在滑移立柱下端，立柱吊机安装在井架主体上部，立柱机械手和溜渣槽倾斜安装在井架下部。所述掘进系统包括背装式刀具结构的刀盘、伸缩护盾、护盾定环、主驱动、护盾油缸、导柱、换步油缸、撑靴滑环、撑靴和撑靴油缸；所述刀盘与主驱动连接，主驱动上部与导柱连接，导柱上部与中心立柱连接，主驱动与护盾定环连接，护盾定环与伸缩护盾通过伸缩套结构及护盾油缸连接，形成可伸缩环形护盾，导柱上设有键结构与撑靴滑环滑动连接，同时二者之间分布的多个换步油缸连接，撑靴通过伸缩滑套结构及撑靴油缸与撑靴滑环连接，操控台安装撑靴上方的平台下部。所述人员及物料输送系统包括泥浆泵、吸浆管、排浆管、一级振动筛、二级振动筛、三级振动筛、一级旋流器、二级旋流器、储渣仓、储浆池、快速上料装置、吊桶、主提升机、副提升机、回浆管、输送泵、出浆管、进浆管、一级渣浆泵、二级渣浆泵、一级泥浆池、二级泥浆池、罐笼；泥浆泵安装在主驱动内，吸浆管伸入到刀盘内，排浆管进浆口与泥浆泵连接，其出浆口连接一级振动筛，一级振动筛出渣口对应储渣仓，其出浆口连接一级泥浆池，一级泥浆池与二级泥浆池连通，二级泥浆池底部连接一级渣浆泵，泵的进浆口连接二级泥浆池，出浆口连接一级旋流器，一级旋流器出渣口连接二级振动筛，出浆口分别连接二级泥浆池和储浆池，二级振动筛出渣口对应储渣仓，出浆口连接二级泥浆池；储浆池底部连接二级渣浆泵，泵进口连接储浆池，出口连接二级旋流器，二级旋流器出渣口连接三级振动筛，出浆口连接储浆池，三级振动筛出渣口对应储渣仓，出浆口对应储浆池；进浆管通过中心立柱一直延伸至地面并连接地面泥浆池，其下端与回浆管相连，回浆管同时与储浆池连通，回浆管的出口端设置在刀盘工作面上；储浆池下部连接有输送泵，输送泵上连接有出浆管，该出浆管连接安装在中心立柱上的出浆管，出口设置在井口处并连接外部泥浆处理站；储渣仓下部设置有快速上料装置，中心立柱上安装有吊桶、罐笼导轨，主提升机、副提升机安装在井架上部。所述井壁支护系统包括模筑系统和锚固系统，其中模筑系统包括辅助吊车、模板、混凝土输送管、缓冲器、井下混凝土搅拌罐、混凝土泵、注浆管和混凝土密封环，锚固系统包括钻机小车、钻机导轨、升降油缸、多功能钻机、喷浆机械手、物料吊机；模筑系统辅助吊车安装在后部设备平台，用于倒运模板，整体模板与混凝土密封环构成浇筑空间，在混凝土输送管上安装有多级缓冲器，混凝土输送管下端与混凝土搅拌罐连接，混凝土搅拌罐下部安装有混凝土泵，该泵出口通过注浆管与整体模板注浆口连接；锚固系统钻机导轨通过升降油缸连接于撑靴滑环，并与导柱滑动连接，钻机导轨上安装有钻机小车，钻机小车上安装有多功能钻机，在钻机导轨上还安装有喷浆机械手，物料吊机安装在钢筋绑扎平台上方平台的下部。所述保障系统包括吊泵系统、电力及控制模块、通风及通水模块、稳定器、吊泵稳车、封口平车和备用立柱，其中电力及控制模块包括主控室、油脂泵、电器柜、变压器、空压机、泵站、动力电缆、通讯电缆及电缆卷筒，所述通风及通水模块包括风机、中心立柱内中空部分形成的风道和净水管，吊泵通过井架上部吊泵稳车直接悬吊于设备底部，吊泵进水口穿过掘进系统所含伸缩护盾深入到刀盘泥水仓，电力及控制模块分布安装于不同的设备平台及地面上，稳定器安装在中心立柱的稳定器安装座上，封口平车独立安装于地面单独的轨道上，备用立柱放置在设备一旁备用。所述整体模板由多组独立模板拼装而成，直接固定于井壁四周。所述井壁支护系统还包括超前注浆系统和混凝土添加剂加注装置，该超前注浆系统包括多功能钻机和注浆泵，注浆泵安装在后部设备平台上。本专利技术技术方案的有益效果是:1、在结构上，本专利技术中心立柱全断面竖井钻机包括中心立柱、设备平台、井架、掘进系统、人员及物料输送系统、井壁支护系统和保障系统以及操控室，采用竖井开凿的新方式，主要用于各种竖井的开凿，实现竖井全断面高效施工；本专利技术是集掘进、出渣、支护、排水、通风、超前探测等功能于一体的集成化成套设备，实现竖井开凿、支护、出渣等平行作业，机械自动化程度高，同时提高竖井施工效率，缩短竖井建井周期，大大节约了建井成本，减少矿场前期投入。2、在结构上，本专利技术所述中心立柱由多段中空立柱主体连接而成，中心立柱一端连接在主驱动上，一端与地面井架滑移架相连，出渣设备轨道、副提升机导轨、电缆、高压气管、混凝土输送管、净水管、出浆管、进浆管及稳定器分布于中心立柱四周并由井底部通向地面；中心立柱的使用可以取消传统施工方式的稳车，设备重量由中心立柱承受，通过地面举升油缸控制作用于井底刀盘的重力大小，控制刀盘的掘进推力，简化井下推进装置，设备结构更加简单；设备与地面的各种管线依附于中心立柱，实现地上管道延伸，管道延伸更方便，避免井下管道运输，大大增加主提升机的出渣时间；提升设备采用刚性轨道，依附于中心立柱上，取代原稳绳设计，刚性轨道更安全，提升速度更快，提高物料运输速度；中心立柱中空，作为风筒，内部设计风机，快速的将井下废气排出井筒，保证井下空气质量。3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种中心立柱全断面竖井钻机，包括中心立柱、设备平台、井架、掘进系统、人员及物料输送系统、井壁支护系统和保障系统，以及操控室，其特征是：在井口处安装有井架，所述井架上设有操控室，所述中心立柱由井底直接通到井口，并与地面井架所含的滑移架连接，在设备中心立柱的前端安装有掘进系统，在设备中心立柱上自后向前依次安装有多个设备平台，人员及物料输送系统和保障系统分别安装在掘进系统后部的设备平台上和地面，井壁支护系统安装在掘进系统后部的设备平台上及其四周。

【技术特征摘要】
1.一种中心立柱全断面竖井钻机，包括中心立柱、设备平台、井架、掘进系统、人员及物料输送系统、井壁支护系统和保障系统，以及操控室，其特征是:在井口处安装有井架，所述井架上设有操控室，所述中心立柱由井底直接通到井口，并与地面井架所含的滑移架连接，在设备中心立柱的前端安装有掘进系统，在设备中心立柱上自后向前依次安装有多个设备平台，人员及物料输送系统和保障系统分别安装在掘进系统后部的设备平台上和地面，井壁支护系统安装在掘进系统后部的设备平台上及其四周。2.根据权利要求1所述的中心立柱全断面竖井钻机，其特征是:所述中心立柱由多段中空立柱主体通过法兰及紧固件连接而成，在立柱主体的四周分布有主提升机导轨、副提升机导轨、电缆、高压气管、混凝土管道、净水管、出浆管、进浆管和稳定器安装座，中心立柱内中空部分形成保障系统所含通风及通水模块的风道，保障系统所含通风及通水模块的风机直接安装在中心立柱内部。3.根据权利要求1所述的中心立柱全 断面竖井钻机，其特征是:所述设备平台包括固定平台和安装在衬砌模板段的伸缩平台，所述伸缩平台包括基础平台、小平台、伸缩油缸和密封条，基础平台与中心立柱固定连接，在基础平台四周水平固定设有伸缩油缸，伸缩油缸所含活塞杆末端固定连接有小平台，小平台外端部设有密封条，密封条外端与衬砌模板接触。4.根据权利要求1所述的中心立柱全断面竖井钻机，其特征是:所述井架包括井架主体、滑移架、滑移立柱、举升油缸、行走装置、立柱吊机、立柱机械手、动力站、溜渣槽；井架主体下部安装有行走装置，上部安装有滑移立柱和动力站，滑移立柱为滑移架的滑动导轨，举升油缸一端安装在滑移架上，另一端安装在滑移立柱下端，立柱吊机安装在井架主体上部，立柱机械手和溜渣槽倾斜安装在井架下部。5.根据权利要求1所述的中心立柱全断面竖井钻机，其特征是:所述掘进系统包括背装式刀具结构的刀盘、伸缩护盾、护盾定环、主驱动、护盾油缸、导柱、换步油缸、撑靴滑环、撑靴和撑靴油缸；所述刀盘与主驱动连接，主驱动上部与导柱连接，导柱上部与中心立柱连接，主驱动与护盾定环连接，护盾定环与伸缩护盾通过伸缩套结构及护盾油缸连接，形成可伸缩环形护盾，导柱上设有键结构与撑靴滑环滑动连接，同时二者之间通过四周分布的多个换步油缸连接，撑靴通过伸缩滑套结构及撑靴油缸与撑靴滑环连接，操控台安装撑靴上方的平台下部。6.根据权利要求1所述的中心立柱全断面竖井钻机，其特征是:所述人员及物料输送系统包括泥浆泵、吸浆管、排浆管、一级振动筛、二级振动筛、三级振动筛、一级旋流器、二级旋流器、储渣仓、储浆池、快速上料装置、吊桶、主提升机、副提升机、回浆管、输送泵、出浆管、进浆管、一级渣浆泵、二级渣浆泵、一级泥浆池、二级泥浆池、罐笼；泥浆泵安装在主驱动内，吸浆管伸入到刀盘内，排浆管进浆口与泥浆泵连接，其出浆口连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建斌，尼古劳斯·K，赵华，张宁川，肖威，卓兴建，王杜娟，贾连辉，董艳萍，周倩，
申请(专利权)人：中铁工程装备集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41