一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置，其特征在于，包括迈步式行走装置、保护盘和工作盘，保护盘和工作盘通过内导轨固定连接，迈步式行走装置包括外导轨、推拉杆，推拉杆一端固定在工作盘下表面，一端铰接在外导轨的端面上。本发明专利技术的无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置独立性强，能够适用于超千米深井掘砌施工，另外此迈步式模板支护装置操作简单，从而大大提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置
本专利技术涉及矿山设备领域，具体为一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置。
技术介绍
截至2012年底，在我国新开矿井和老矿改造扩建项目中，共计已有超过200座矿井的开采深度超过600米，矿井施工已进入深井开采的过渡期。竖井井筒在矿井建设中通常占工期的30-40％，缩短井筒建设工期就意味着巨大经济效益和社会效益。目前，国内外在竖井井筒开凿过程中，多采用稳车、钢丝绳、吊盘进行支护浇注的施工方法。其中，所采用的悬吊式吊盘是通过多台稳车提调的方式，使其在竖井井筒内上下移动的，这种方式虽然能够适应千米深度以内的竖井井筒的开凿作业，但是仍存在凿井稳车数量多、井架复杂、稳车提升能力有限、利用率低、稳车由于难以集中控制同步升降而造成吊盘升降不平稳的问题。当超千米深井在施工时，需要的吊盘悬吊钢丝绳的长度超过现有凿井稳车卷筒的容绳量，造成设备成本提高、施工过程安全性变差等问题。另外，随着井筒深度的加深，系统对稳绳的张紧力要求也大幅增加，特别是超千米深井，稳绳的张紧力可达到40吨以上。目前，国内稳盘采取的措施是将钢制滑履压紧在井壁上，从而获得摩擦力。但是为了保证安全，滑履的预压紧力都要远远超过需要的压紧力，影响井壁的质量。国内外一些千米深井在施工时采用梁窝式迈步吊盘结构，一般分为三层盘，上层和下层盘刚性连接，上层、中层盘上设有液压驱动的牛腿结构，两层盘上的牛腿交替插入井壁上预留的梁窝或沟槽中以固定吊盘，同时通过上层、中层盘间的液压立柱的伸缩实现迈步功能。这种结构虽然省去了悬吊绳和悬吊设备，简化了凿井井架结构，但是这种吊盘结构，需要在井壁上预留大量的梁窝或沟槽，不利于井壁的施工，影响井壁质量；上下层盘预先通过刚性连接形成整体框架，再加上中层盘上的伸缩移动结构，使整体结构复杂，占有空间较多，设备、人员排布拥挤，不利于施工；该种吊盘结构只能针对特定的竖井井筒，不可重复再利用。
技术实现思路
针对传统竖井井筒施工中，凿井稳车数量多、井架复杂、稳车难以实现集中控制稳定提升以及超千米竖井吊盘悬吊钢丝绳长度过长，稳车难以满足设计要求，以及国内外现有专利中吊盘结构占用竖井内空间较多、梁窝或沟槽结构对井壁质量有影响且结构复杂、不可重复再利用等问题，本专利技术设计了一种省去地上稳车及钢丝绳提升，结构简单、吊盘升降平稳、整体结构占用空间小、具有模块化装配结构、可适用不同竖井井筒尺寸、施工安全可靠并能重复再利用的无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置。为了达到上述设计目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置，包括迈步式行走装置、保护盘和工作盘，保护盘和工作盘通过内导轨固定连接，迈步式行走装置包括外导轨、推拉杆，推拉杆一端固定在工作盘下表面，一端铰接在外导轨的端面上，外导轨可移动地设置在井壁上。外导轨通过一固定装置设置在井壁上，固定装置包括预埋件和导轨安装座装置，预埋件嵌入井壁中，导轨安装座装置可拆卸地固定在预埋件上，外导轨穿过导轨安装座装置并在导轨安装座装置内滑动。导轨安装座装置包括框架结构、限位装置和滚轮，外导轨安装在框架结构内，外导轨与框架结构之间设置限位装置和滚轮。工作盘上安装有挂钩，挂钩通过承重销挂在框架结构上。限位装置为弹簧片。预埋件为锥形预埋螺母。导轨安装座装置通过承重螺栓固定在锥形预埋螺母上。无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置包括临时盘和抓岩机，抓岩机固定在临时盘下表面，临时盘与工作盘上设置的提升设备连接。所述提升设备为卷扬机。临时盘上表面沿圆周均布安装4个撑紧油缸，临时盘通过4个撑紧油缸固定在井壁上。推拉杆为液压推拉杆或电动推拉杆。无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置包括整体模板，整体模板固定安装在工作盘下表面。整体模板是标准工装。一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工方法，包括如下步骤：第一步，在井壁上安装迈步式行走装置，将无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置安装到迈步行走装置上；第二步，工作人员对待掘砌段进行打眼、填药、爆破、清理工作，其中清理工作由安装在无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置临时盘上的中心回转式抓岩机负责；第三步，将整体模板固定到此掘砌段井壁上进行混凝土浇筑；第四步，混凝土凝固强度达到要求后，进行整体模板的脱模工作；第五步，迈步式行走装置行走到下一掘砌段固定，此时整体模板即到达下一掘砌段；第六步，重复第二步到第五步。清理工作是由临时盘上安装的抓岩机抓起矸石放入吊桶进行清理。安装迈步式行走装置的方法为：将外导轨固定装置中的预埋件通过井壁模板放置在特定位置(导轨安装座装置待安装坐标位置)，浇注后嵌入竖井井壁中，待井壁凝固稳定后，安装导轨安装座装置，然后，装入外导轨，外导轨安装完毕后，由起吊设备吊装临时盘放置在井筒底部，之后整体吊装内导轨和工作盘并将其挂接在外导轨上，再连接推拉杆。清理工作前，将临时盘的位置调整到位后，临时盘上的撑紧油缸开始工作撑紧液压杆将临时盘固定在井壁上。迈步式行走装置的行走方法为：当下一掘砌段井壁模板安装完毕后，拔出导轨安装座装置上的承重销，液压推杆推出，迈步式模板支护装置中间的工作部分向下移动一个工作段，其中内导轨平行于外导轨运动，到达位置后将导轨安装座装置固定。外导轨平行于内导轨向下运动一个工作段后，外导轨搭接在导轨安装座装置上。根据本专利技术的迈步原理，无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置不需要地上卷扬机通过钢丝绳吊装，只需要一条动力电缆连接到无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置上，为其提供动力即可，液压部分及工作盘上的三台卷扬机需要电力。无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置的迈步，需要操作人员在装置工作盘上的控制柜上进行操作，操作者手动完成导轨安装座装置的拆装调节，及外导轨、内导轨的安装固定等工序。操作者通过工作盘上的控制柜控制临时盘的上下位置，临时盘到位后与井壁的撑紧。当临时盘到达最低点时，掘井操作员工通过控制临时盘上的抓岩机将矸石抓起，并放至吊桶中，从而完成废石的清除工作。通过无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置向下运动，达到整体模板向下运动至待浇筑工作面的目的。本专利技术的无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置独立性强，能够适用于超千米深井掘砌施工，另外此迈步式模板支护装置操作简单，从而大大提高了工作效率。本专利技术的无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置结构涉及到的与井壁距离、工作盘开孔、提升孔径、设备安全距离等尺寸均符合国家现行标准的要求，另外对于外导轨、内导轨固定涉及到的承重销轴均进行了剪切应力计算，符合强度要求，主要安全结构进行了冗余设计，因此，本专利技术安全可靠性高。本专利技术中预埋件借鉴民用建筑施工、桥梁建筑施工的一种滑模施工方法，不同的是，本装置的预埋件采用整体模板向下大行程爬行的工作原理，与滑模施工方法又有本质的区别，预埋件是提前将预制砌块或者钢网结构预埋到砌筑的混凝土中，另外预制砌块或者钢网结构内部固定好一组锥形预埋螺母，混凝土达到强度要求后，将导轨安装座装置通过承重螺栓安装到井壁外露的预埋螺母上，操作简单，结构稳定。本专利技术与以往的技术相比，对结构进行了模块化设计，具有通用性强的特点。此无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置适用于直径3.0～8.0米掘砌段的立井掘砌施工，爬升装置承载能力可以适用于直径3.0～8.0米井筒砌筑施工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置，其特征在于，包括迈步式行走装置、保护盘和工作盘，保护盘和工作盘通过内导轨固定连接，迈步式行走装置包括外导轨、推拉杆，推拉杆一端固定在工作盘下表面，一端铰接在外导轨的端面上。

【技术特征摘要】
1.一种无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置，其特征在于，包括迈步式行走装置、保护盘和工作盘，保护盘和工作盘通过内导轨固定连接，迈步式行走装置包括外导轨、推拉杆，推拉杆一端固定在工作盘下表面，一端铰接在外导轨的端面上。2.根据权利要求1所述的无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置，其特征在于，外导轨通过一固定装置设置在井壁上，固定装置包括预埋件和导轨安装座装置，预埋件嵌入井壁中，导轨安装座装置可拆卸地固定在预埋件上，外导轨穿过导轨安装座装置并在导轨安装座装置内滑动。3.根据权利要求2所述的无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置，其特征在于，导轨安装座装置包括框架结构、限位装置和滚轮，外导轨安装在框架结构内，外导轨与框架结构之间设置限位装置和滚轮。4.根据权利要求2所述的无稳绳自支撑模块化竖井掘砌施工装置，其特征在于，预埋件为锥形预埋螺母。5.根据权利要求4所述的无稳绳自支...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈宏伟，贺云，黄明亮，丁明辉，徐恒雷，吕静，
申请(专利权)人：中国黄金集团建设有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11