扩孔式竖井掘进机及其施工方法技术

本发明专利技术为一种扩孔式竖井掘进机及其施工方法，其中，扩孔式竖井掘进机包括刀盘、主驱动结构和主梁。主驱动结构与刀盘连接并能驱动刀盘旋转，主梁的下端与主驱动结构固接。在主梁上还套设有呈上下设置的支护平台和撑靴推进机构，在支护平台上设有管片拼装机。本发明专利技术解决了传统竖井施工工作条件差、劳动强度大、施工进度慢的问题，在已知有导井的情况下，可一次钻进开挖成井并同步完成井壁衬砌。次钻进开挖成井并同步完成井壁衬砌。次钻进开挖成井并同步完成井壁衬砌。

【技术实现步骤摘要】
扩孔式竖井掘进机及其施工方法


[0001]本专利技术是关于竖井施工
，尤其涉及一种扩孔式竖井掘进机及其施工方法。

技术介绍

[0002]目前竖井施工仍以传统凿井法为主，通过凿孔、装药、爆破，完成作业面岩石的破碎，通风处理后将爆破产生的岩渣通过小型挖机或抓岩机装入吊桶后提升出井，待岩渣清理完毕后通过现浇混凝土完成井壁的衬砌，各工序为顺序作业，存在施工人员多、施工设备杂乱，施工工作条件差、劳动强度大、施工进度慢等问题。针对下部有成形巷道的竖井工程，可采用反井钻机完成小直径竖井的开挖，受限于现有反井钻机的技术和能力，扩孔期间无法直接对围岩进行支护，且开始挖的竖井直径相对偏小，不能满足全断面掘进的要求；针对超过7m直径的竖井，还需要再次通过传统凿井法进行扩井和井壁支护进行施工。目前，在已知有导井的情况下，还未有竖井掘进机可一次钻进开挖成井并同步完成井壁衬砌的案例
[0003]由此，本专利技术人凭借多年从事相关行业的经验与实践，提出一种扩孔式竖井掘进机及其施工方法，以克服现有技术的缺陷。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种扩孔式竖井掘进机及其施工方法，解决了传统竖井施工工作条件差、劳动强度大、施工进度慢的问题，在已知有导井的情况下，可一次钻进开挖成井并同步完成井壁衬砌。
[0005]本专利技术的上述目的可采用下列技术方案来实现：
[0006]本专利技术提供一种扩孔式竖井掘进机，包括从下至上顺序设置的刀盘、主驱动结构和主梁；主驱动结构与刀盘连接并能驱动刀盘旋转，主梁的下端与主驱动结构固接；在主梁上还套设有呈上下设置的支护平台和撑靴推进机构，在支护平台上设有管片拼装机。
[0007]在本专利技术的一较佳实施方式中，扩孔式竖井掘进机还包括作业保护平台以及位于作业保护平台上方的后配套平台，主梁的上端与作业保护平台固接；支护平台与主梁能相对周向转动并轴向滑动地连接，在撑靴推进机构和支护平台之间连接有第一升降驱动装置，用于驱动支护平台相对于主梁上下升降移动；在支护平台上还设有用于固定管片的第一锚杆钻机，在后配套平台上设有注浆装置和管片运输装置，管片运输装置用于存放地面运送的管片，并能将管片下放至支护平台上；注浆装置用于对已拼好的管片进行壁后注浆。
[0008]在本专利技术的一较佳实施方式中，在撑靴推进机构的顶部固设有支撑平台，第一升降驱动装置的底部与支撑平台连接；在支撑平台上还设有轴向均竖直设置的管片顶推油缸和止浆环升降油缸，在止浆环升降油缸的顶部固设有止浆密封环并能带动止浆密封环上下升降移动，止浆密封环能顶靠在管片的底部并用于封堵管片浆液；管片顶推油缸的顶部能穿过止浆密封环，用于在管片拼装机拼装管片时对管片进行支撑。
[0009]在本专利技术的一较佳实施方式中，支护平台间隔套设在主梁的外侧，在第一升降驱
动装置和支护平台之间设有回转支承机构，回转支承机构包括能相对转动的回转外圈和回转内圈，回转内圈与支护平台固接，第一回转驱动装置与回转内圈连接并能驱动回转内圈相对于回转外圈转动；第一升降驱动装置与回转外圈固接，并能通过回转外圈驱动支护平台沿主梁上下升降移动。
[0010]在本专利技术的一较佳实施方式中，在支护平台和主梁之间设有静止结构环和旋转结构环，静止结构环能轴向滑动并周向固定的套设在主梁上，旋转结构环能转动地套设在静止结构环的外侧并与支护平台固接；第一回转驱动装置与旋转结构环连接并能驱动旋转结构环相对于静止结构环转动；第一升降驱动装置的顶部与静止结构环固接，并能驱动静止结构环沿主梁上下升降移动。
[0011]在本专利技术的一较佳实施方式中，在后配套平台上还设有第二锚杆钻机，用对于已拼好的管片进行锚杆补打作业；第二锚杆钻机能沿后配套平台的周向旋转，并能相对于后配套平台上下升降移动。
[0012]在本专利技术的一较佳实施方式中，在后配套平台上设有环形的齿圈，在齿圈的环形外缘上沿齿圈的周向设置有齿，第二锚杆钻机能移动地设置在齿圈的顶面上且靠近其环形外缘处；第二锚杆钻机上设置有第二回转驱动装置，第二回转驱动装置与齿圈的环形外缘上的齿之间连接有传动齿轮，以带动第二锚杆钻机沿齿圈的环形外缘进行周向转动；在后配套平台上固设有滑道机构，齿圈能轴向滑动并周向固定的套设在滑道机构的外侧；在后配套平台的下方固设有支撑盘，在支撑盘和齿圈之间连接有第二升降驱动装置，第二升降驱动装置能驱动齿圈沿滑道机构上下升降移动。
[0013]在本专利技术的一较佳实施方式中，注浆装置包括浆液存放罐和注浆泵，注浆泵与浆液存放罐连接，并能将浆液泵送至已拼好的管片的壁后；管片运输装置包括管片运输车和管片下放吊机，管片运输车用于存放地面运送的管片，并能将管片平移至靠近管片下放吊机的位置，管片下放吊机用于将管片下放至支护平台上。
[0014]在本专利技术的一较佳实施方式中，后配套平台位于作业保护平台的上方并留有一定间隔，用于放置在地面上的第一提升机通过第一悬吊钢丝绳与后配套平台连接；或者后配套平台的底部与作业保护平台固接。
[0015]在本专利技术的一较佳实施方式中，在后配套平台的上方还设有检修平台，用于放置在地面上的第二提升机通过第二悬吊钢丝绳与检修平台连接。
[0016]在本专利技术的一较佳实施方式中，撑靴推进机构包括撑靴装置和调向装置，撑靴装置包括环形的撑靴支撑架，撑靴支撑架间隔套设在主梁的外侧，在撑靴支撑架上周向间隔设有多组撑靴结构，撑靴结构能沿主梁的径向移动并能用于撑紧在井壁上；在撑靴支撑架与主梁之间周向间隔铰接有多组推进油缸；调向装置位于撑靴装置的上方，调向装置包括环形的调向支撑架，调向支撑架的两侧与撑靴装置能转动连接，并能使调向支撑架和主梁一起绕垂直于主梁轴向的第一方向摆动；调向支撑架能轴向滑动并周向固定的套设在主梁上，并能使主梁绕垂直于主梁轴向的第二方向摆动，第二方向垂直于第一方向。
[0017]在本专利技术的一较佳实施方式中，调向支撑架的两端通过对称设置的两个轴承安装在撑靴装置上，两个轴承的中心连线方向构成第一方向；在调向支撑架和主梁之间设有两组弧面块体组件，两组弧面块体组件相对于第二方向对称设置；每组弧面块体组件均包括弧面配合块和弧面滑动块，弧面配合块固设在调向支撑架上；弧面滑动块与弧面配合块周
向固定并与主梁滑动接触；弧面配合块上具有内圆弧面，弧面滑动块上具有外圆弧面，外圆弧面与内圆弧面滑动配合。
[0018]在本专利技术的一较佳实施方式中，每组推进油缸均包括主推进油缸和辅推进油缸，辅推进油缸的轴线和主梁的轴线之间的夹角大于主推进油缸的轴线和主梁的轴线之间的夹角。
[0019]在本专利技术的一较佳实施方式中，每组撑靴结构均包括撑靴油缸和靴板，撑靴油缸的第一端与撑靴支撑架固接，撑靴油缸的第二端与靴板固接。
[0020]在本专利技术的一较佳实施方式中，每组撑靴结构还包括外箱体和内箱体，外箱体的长度方向沿主梁的径向设置，外箱体与撑靴支撑架固接；靴板位于外箱体的外侧，内箱体能滑动地穿设在外箱体内并与靴板固接，撑靴油缸的第一端固设在外箱体的外表面。
[0021]在本专利技术的一较佳实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种扩孔式竖井掘进机，其特征在于，包括从下至上顺序设置的刀盘、主驱动结构和主梁；所述主驱动结构与所述刀盘连接并能驱动所述刀盘旋转，所述主梁的下端与所述主驱动结构固接；在所述主梁上还套设有呈上下设置的支护平台和撑靴推进机构，在所述支护平台上设有管片拼装机。2.如权利要求1所述的扩孔式竖井掘进机，其特征在于，所述扩孔式竖井掘进机还包括作业保护平台以及位于所述作业保护平台上方的后配套平台，所述主梁的上端与所述作业保护平台固接；所述支护平台与所述主梁能相对周向转动并轴向滑动地连接，在所述撑靴推进机构和所述支护平台之间连接有第一升降驱动装置，用于驱动所述支护平台相对于所述主梁上下升降移动；在所述支护平台上还设有用于固定管片的第一锚杆钻机，在所述后配套平台上设有注浆装置和管片运输装置，所述管片运输装置用于存放地面运送的管片，并能将管片下放至所述支护平台上；所述注浆装置用于对已拼好的管片进行壁后注浆。3.如权利要求2所述的扩孔式竖井掘进机，其特征在于，在所述撑靴推进机构的顶部固设有支撑平台，所述第一升降驱动装置的底部与所述支撑平台连接；在所述支撑平台上还设有轴向均竖直设置的管片顶推油缸和止浆环升降油缸，在所述止浆环升降油缸的顶部固设有止浆密封环并能带动所述止浆密封环上下升降移动，所述止浆密封环能顶靠在管片的底部并用于封堵管片浆液；所述管片顶推油缸的顶部能穿过所述止浆密封环，用于在所述管片拼装机拼装管片时对管片进行支撑。4.如权利要求2所述的扩孔式竖井掘进机，其特征在于，所述支护平台间隔套设在所述主梁的外侧，在所述第一升降驱动装置和所述支护平台之间设有回转支承机构，所述回转支承机构包括能相对转动的回转外圈和回转内圈，所述回转内圈与所述支护平台固接，第一回转驱动装置与所述回转内圈连接并能驱动所述回转内圈相对于所述回转外圈转动；所述第一升降驱动装置与所述回转外圈固接，并能通过所述回转外圈驱动所述支护平台沿所述主梁上下升降移动。5.如权利要求2所述的扩孔式竖井掘进机，其特征在于，在所述支护平台和所述主梁之间设有静止结构环和旋转结构环，所述静止结构环能轴向滑动并周向固定的套设在所述主梁上，所述旋转结构环能转动地套设在所述静止结构环的外侧并与所述支护平台固接；第一回转驱动装置与所述旋转结构环连接并能驱动所述旋转结构环相对于所述静止结构环转动；所述第一升降驱动装置的顶部与所述静止结构环固接，并能驱动所述静止结构环沿所述主梁上下升降移动。6.如权利要求2所述的扩孔式竖井掘进机，其特征在于，在所述后配套平台上还设有第二锚杆钻机，用对于已拼好的管片进行锚杆补打作业；所述第二锚杆钻机能沿所述后配套平台的周向旋转，并能相对于所述后配套平台上下升降移动。7.如权利要求6所述的扩孔式竖井掘进机，其特征在于，在所述后配套平台上设有环形的齿圈，在所述齿圈的环形外缘上沿所述齿圈的周向设
置有齿，所述第二锚杆钻机能移动地设置在所述齿圈的顶面上且靠近其环形外缘处；所述第二锚杆钻机上设置有第二回转驱动装置，所述第二回转驱动装置与所述齿圈的环形外缘上的齿之间连接有传动齿轮，以带动所述第二锚杆钻机沿所述齿圈的环形外缘进行周向转动；在所述后配套平台上固设有滑道机构，所述齿圈能轴向滑动并周向固定的套设在所述滑道机构的外侧；在所述后配套平台的下方固设有支撑盘，在所述支撑盘和所述齿圈之间连接有第二升降驱动装置，所述第二升降驱动装置能驱动所述齿圈沿所述滑道机构上下升降移动。8.如权利要求2所述的扩孔式竖井掘进机，其特征在于，所述注浆装置包括浆液存放罐和注浆泵，所述注浆泵与所述浆液存放罐连接，并能将浆液泵送至已拼好的管片的壁后；所述管片运输装置包括管片运输车和管片下放吊机，所述管片运输车用于存放地面运送的管片，并能将管片平移至靠近所述管片下放吊机的位置，所述管片下放吊机用于将...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵华，贾连辉，张志国，叶蕾，贺开伟，田彦朝，吕旦，宋德华，牛梦杰，王晓龙，
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：