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文档序号:36404527发布日期:2023-12-16 10:27阅读:8来源:国知局
竖井掘进机及其安装的制作方法
竖井掘进机及其安装、工作和拆卸方法
技术领域
1.本发明涉及竖井挖掘设备领域,具体的是一种竖井掘进机,还是一种竖井掘进机的安装方法,更是一种竖井掘进机的工作方法,也是一种竖井掘进机的拆卸方法



背景技术:

2.目前,在抽蓄竖井建造工程中,竖井开挖需求比较大,目前开工建设的电站输水系统引水隧洞普遍选择多级竖井或者斜井的布置方案,施工方法常采用反井钻或者爬罐打导井,然后普通钻爆法正向扩挖

上述施工方法存在着施工质量控制难度大,开挖速度较慢,施工安全风险大,施工作业面环境差,对现场施工和管理人员职业健康会造成很大的伤害等缺点

3.为了解决上述缺点,中国专利
cn114278305a
,公开日期
2022
年4月5日,公开了一种

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

但由于多数引水竖井需在硐室内开挖,所述扩孔式竖井掘进机在安装井架时需要扩孔硐室,造成施工成本增加和工期延长



技术实现要素:

4.为了解决上述扩孔式竖井掘进机安装井架时需要扩孔硐室造成施工成本增加的问题,本发明提供了一种竖井掘进机及其安装

工作和拆卸方法,所述竖井掘进机取消传统井架设计,组装及拆除空间小,便于实现在狭小空间内完成扩孔式竖井掘进机的组装及拆装

5.本发明实施例解决其技术问题所采用的技术方案是:
6.一种竖井掘进机,包括上下设置的吊装顶梁系统和扩孔竖井掘进机,扩孔竖井掘进机含有主机系统

吊盘组和后配套系统,主机系统位于吊盘组的下方,所述后配套系统安装在吊盘组上

7.上述技术方案的有益效果是:利用吊装顶梁系统在始发井完成扩孔竖井掘进机的组装,不需要再扩孔硐室,降低了施工成本增加,同时也缩短了工期

8.吊装顶梁系统含有依次连接的吊机梁和吊机,吊机梁固定于硐室的顶部,吊机梁的延伸方向与硐室的延伸方向相同,吊机能够沿吊机梁的延伸方向移动

9.所述竖井掘进机还包括吊装地梁系统,吊装地梁系统含有地梁

滑轮组和卷扬机,地梁和卷扬机均固定于硐室的地面上,地梁与始发井相对应,滑轮组固定于地梁上,卷扬机缠绕钢绞线通过滑轮组与吊盘组连接,卷扬机能够给扩孔竖井掘进机提供向上的拉力

10.地梁含有上下连接的滑轮组安装架和底座框架,滑轮组安装架的中部设置有物料运输区域,底座框架呈矩形结构,底座框架固定于始发井的井口外侧

11.所述竖井掘进机还包括绞车系统,绞车系统含有通过钢绞线依次连接的绞车

定滑轮和吊桶,绞车固定于硐室的地面上,定滑轮固定于硐室的顶部,定滑轮位于始发井的井
口的正上方,吊桶能够穿过物料运输区域

12.所述竖井掘进机还包括中转盘系统,中转盘系统位于吊装地梁系统和扩孔竖井掘进机之间,中转盘系统含有中转盘支撑梁

中转支撑盘和爬梯,中转盘支撑梁的端部插接于始发井的井壁内,中转支撑盘坐落在中转盘支撑梁上,爬梯连接于地梁和中转支撑盘之间

13.所述竖井掘进机还包括吊盘组支撑梁,吊盘组支撑梁位于主机系统和吊盘组之间,吊盘组支撑梁的端部插接于始发井的井壁内,吊盘组能够坐落在吊盘组支撑梁上

14.一种权利要求上述的竖井掘进机的安装方法,包括以下步骤:
15.1a、
挖出始发井,始发井的井口位于硐室的地面,始发井含有下上连接的主机安装段和后配套安装段,后配套安装段的深度大于吊盘组的高度和中转盘系统的高度之和;
16.2a、
利用吊装顶梁系统在主机安装段内吊装主机系统;
17.3a、
在后配套安装段的下端安装吊盘组支撑梁;
18.4a、
利用吊装顶梁系统在后配套安装段内吊装吊盘组,吊装吊盘组坐落在吊盘组支撑梁上;
19.5a、
在后配套安装段的上部安装中转盘支撑梁;
20.6a、
利用吊装顶梁系统在后配套安装段内吊装中转支撑盘,中转支撑盘坐落在中转盘支撑梁上;
21.7a、
在始发井的井口外安装吊装地梁系统,吊装地梁系统的钢绞线与吊盘组连接;
22.8a、
吊装地梁系统使扩孔竖井掘进机向上移动,拆除吊盘组支撑梁,组装成所述竖井掘进机

23.上述技术方案的有益效果是:利用吊装顶梁系统在始发井完成扩孔竖井掘进机的组装和拆卸,组装及拆卸空间小,便于实现在狭小空间内完成扩孔式竖井掘进机的组装及拆装

不需要再扩孔硐室,降低了施工成本增加,同时也缩短了工期

24.一种竖井掘进机的工作方法,所述竖井掘进机为上述竖井掘进机,所述竖井掘进机的工作方法包括以下步骤:
25.所述竖井掘进机向下挖掘,下部巷道内留有中心土区域,中心土区域为开口环形结构,中心土区域的轴线与竖井导洞的轴线重合,中心土区域开口朝向下部巷道的入口或出口方向

26.上述技术方案的有益效果是:底部需采取措施提供支撑反力,确保掘进机顺利接收,避免整机掉落的风险

27.一种竖井掘进机的拆卸方法,所述竖井掘进机为上述竖井掘进机,所述竖井掘进机的拆卸方法包括以下步骤:
28.1b、
断开主机系统和所述后配套系统之间的连接管线后,利用吊装地梁系统使扩孔竖井掘进机的吊盘组向上移动,直至吊盘组的下端高于后配套安装段的下端,主机系统位于下部巷道内;
29.2b、
在后配套安装段的下端安装吊盘组支撑梁,使吊盘组坐落在吊盘组支撑梁上;
30.3b、
拆除吊装地梁系统;
31.4b、
利用吊装顶梁系统拆除中转支撑盘;
32.5b、
拆除中转盘支撑梁;
33.6b、
利用吊装顶梁系统逐拆除吊盘组的各层吊盘;
34.7b、
拆除吊盘组支撑梁;
35.8b、
利用吊装顶梁系统拆除扩孔竖井掘进机

36.上述技术方案的有益效果是:利用吊装顶梁系统在始发井完成扩孔竖井掘进机的拆卸,不需要再扩孔硐室,降低了施工成本增加,同时也缩短了工期

37.本发明实施例的有益效果是:所述竖井掘进机取消传统井架设计,组装及拆除空间小,便于实现在狭小空间内完成扩孔式竖井掘进机的组装及拆装

不需要再扩孔硐室,降低了施工成本增加

附图说明
38.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定

39.图1是本发明所述竖井掘进机的主视示意图

40.图2是吊装顶梁系统的左视示意图

41.图3是吊装地梁系统的俯视示意图

42.图4是始发井在吊盘组支撑梁处的俯视示意图

43.图5是始发井在中转盘支撑梁处的俯视示意图

44.图6是下部巷道内的中心土区域的俯视示意图

45.附图标记说明如下:
46.1、
扩孔竖井掘进机;
2、
吊装顶梁系统;
3、
吊装地梁系统;
4、
绞车系统;
5、
吊盘组支撑梁;
6、
中转盘系统;
7、
始发井;
8、
硐室;
9、
竖井导洞;
10、
下部巷道;
47.101、
主机系统;
102、
吊盘组;
48.201、
吊机梁;
202、
吊机;
49.301、
地梁;
302、
滑轮组;
303、
卷扬机;
304、
钢绞线;
50.401、
钢绞线;
402、
吊桶;
403、
绞车;
404、
定滑轮;
51.601、
中转盘支撑梁;
602、
中转支撑盘;
603、
爬梯;
52.701、
主机安装段;
702、
后配套安装段;
703、
第一横梁安装槽;
704、
第二横梁安装槽;
53.1001、
中心土区域;
54.3011、
滑轮组安装架;
3012、
底座框架;
3013、
物料运输区域

具体实施方式
55.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明

56.为了便于理解和描述,本发明的下述描述中采用了绝对位置关系,如无特别说明,其中的方位词“上”表示图1中的上侧方向,方位词“下”表示图1中的下侧方向,方位词“左”表示图1中的左侧方向,方位词“右”表示图1中的右侧方向,方位词“前”表示垂直于图1中的纸面并指向纸面内侧的方向,方位词“后”表示垂直于图1中的纸面并指向纸面外侧的方向

本发明采用了阅读者或使用者的观察视角进行描述,但上述方位词不能理解或解释为是对本发明保护范围的限定

57.如图1所示,本发明实施例所述的一种竖井掘进机,包括上下设置的吊装顶梁系统2和扩孔竖井掘进机1,扩孔竖井掘进机1含有主机系统
101、
吊盘组
102
和后配套系统,主机系统
101
位于吊盘组
102
的下方,所述后配套系统安装在吊盘组
102


58.所述竖井掘进机取消传统井架设计,利用吊装顶梁系统2在始发井7完成扩孔竖井掘进机1的组装和拆卸,组装及拆卸空间小,便于实现在狭小空间内完成扩孔竖井掘进机1的组装及拆装

不需要再扩孔硐室,降低了施工成本增加,同时也缩短了工期

59.如图1和图2所示,吊装顶梁系统2含有依次连接的吊机梁
201
和吊机
202
,吊机梁
201
固定于硐室8的顶部,吊机梁
201
与硐室8的上侧壁连接固定,吊机梁
201
的延伸方向与硐室8的延伸方向相同,吊机
202
能够沿吊机梁
201
的延伸方向移动

吊机梁
201
和吊机
202
一一对应连接,吊机梁
201
和吊机
202
的数量可以根据需要而定,例如吊机梁
201
和吊机
202
可以为两个

吊装顶梁系统2的主要作用在于,将扩孔竖井掘进机1的组成部件吊入始发井7组装成扩孔竖井掘进机1,以及将扩孔竖井掘进机1拆卸为部件后吊出始发井
7。
60.如图1和图3所示,所述竖井掘进机还包括吊装地梁系统3,吊装顶梁系统2和吊装地梁系统3均位于硐室8内,吊装顶梁系统2和吊装地梁系统3上下设置

吊装地梁系统3含有地梁
301、
滑轮组
302
和卷扬机
303
,地梁
301
和卷扬机
303
均固定于硐室8的地面上,地梁
301
与始发井7上下相对应,滑轮组
302
固定于地梁
301
上,卷扬机
303
缠绕钢绞线
304
通过滑轮组
302
与吊盘组
102
连接,吊盘组
102
含有多个上下层叠设置的吊盘,卷扬机
303
能够给扩孔竖井掘进机1提供向上的拉力

吊装地梁系统3的主要作用在于,使扩孔竖井掘进机1在竖井内上下移动

61.地梁
301
含有上下连接的滑轮组安装架
3011
和底座框架
3012
,滑轮组安装架
3011
的中部设置有物料运输区域
3013
,底座框架
3012
呈矩形结构,底座框架
3012
固定于始发井7的井口外侧

62.如图1所示,所述竖井掘进机还包括绞车系统4,绞车系统4位于硐室8内,绞车系统4含有通过钢绞线
401
依次连接的绞车
403、
定滑轮
404
和吊桶
402
,绞车
403
位于始发井7的井口外,绞车
403
固定于硐室8的地面上,定滑轮
404
固定于硐室8的顶部,定滑轮
404
固定于硐室8的上侧壁,定滑轮
404
位于始发井7的井口的正上方,吊桶
402
能够穿过物料运输区域
3013。
绞车系统4的主要作用在于,提拉吊桶
402
,吊桶
402
用于物料运输及人员上下,一般情况下不做安装设备使用

63.如图1和图5所示,所述竖井掘进机还包括中转盘系统6,中转盘系统6位于始发井7内,中转盘系统6位于吊装地梁系统3和扩孔竖井掘进机1之间,中转盘系统6含有中转盘支撑梁
601、
中转支撑盘
602
和爬梯
603
,中转盘支撑梁
601
的端部插接于始发井7的井壁内,中转支撑盘
602
坐落在中转盘支撑梁
601
上,中转盘支撑梁
601
为两条平行间隔设置的横梁,中转盘支撑梁
601
的作用在于支撑中转支撑盘
602。
爬梯
603
连接于地梁
301
和中转支撑盘
602
之间,爬梯
603
用于人员在硐室8和中转盘支撑梁
601
之间上下往来

64.如图1和图4所示,所述竖井掘进机还包括吊盘组支撑梁5,吊盘组支撑梁5能够位于始发井7内,吊盘组支撑梁5位于主机系统
101
和吊盘组
102
之间,吊盘组支撑梁5的端部能够插接于始发井7的井壁内,吊盘组
102
能够坐落在吊盘组支撑梁5上

吊盘组支撑梁5为两条平行间隔设置的横梁,吊盘组支撑梁5与中转盘支撑梁
601
垂直,例如,吊盘组支撑梁5沿左右方向延伸,中转盘支撑梁
601
沿前后方向延伸

吊盘组支撑梁5的作用在于能够支撑吊
盘组
102
以及主机系统
101。
65.下面介绍一种上述的竖井掘进机的安装方法,所述竖井掘进机的安装方法包括以下步骤:
66.1a、
挖出始发井7,始发井7的井口位于硐室8的地面,始发井7含有下上连接的主机安装段
701
和后配套安装段
702
,主机安装段
701
的深度大于主机系统的高度,后配套安装段
702
的深度大于吊盘组
102
的高度和中转盘系统6的高度之和

所述竖井掘进机在未组装前,所述竖井掘进机的组成部件位于硐室8内

67.始发井7的直径大于主机系统
101
的刀盘开挖尺寸,在始发井7的侧周井壁上挖出第一横梁安装槽
703
和第二横梁安装槽
704
,沿竖直方向,第一横梁安装槽
703
的长度大于第二横梁安装槽
704
的长度,第一横梁安装槽
703
用于安装吊盘组支撑梁5,第一横梁安装槽
703
的下端位于后配套安装段
702
的下端,第二横梁安装槽
704
用于安装中转盘支撑梁
601。
在硐室8的上侧面安装吊装顶梁系统
2。
68.2a、
利用吊装顶梁系统2在主机安装段
701
内吊装主机系统
101。
69.利用吊装顶梁系统2将主机系统
101
的组成部件吊入主机安装段
701
内,将主机系统
101
的组成组装成主机系统
101
,例如,首先将刀盘分块吊装入主机安装段
701
内进行组装;将中心立柱吊装入井与刀盘连接,撑靴推进系统吊装入井与中心立柱连接

70.3a、
在后配套安装段
702
的下端安装吊盘组支撑梁5,吊盘组支撑梁5的端部插接于始发井7的第一横梁安装槽
703
内,吊盘组支撑梁5呈水平状态

71.4a、
利用吊装顶梁系统2在后配套安装段
702
内吊装吊盘组
102
,吊装吊盘组
102
坐落在吊盘组支撑梁5上

72.利用吊装顶梁系统2将吊盘组
102
的每个吊盘依次吊入后配套安装段
702
,多个吊盘在后配套安装段
702
内组装成吊盘组
102
,吊装吊盘组
102
由吊盘组支撑梁5支撑,扩孔竖井掘进机1的后配套系统可以随吊盘吊入后配套安装段
702


73.5a、
在后配套安装段
702
的上部安装中转盘支撑梁
601
,中转盘支撑梁
601
的端部插接于始发井7的第二横梁安装槽
704
内,中转盘支撑梁
601
呈水平状态

74.6a、
利用吊装顶梁系统2在后配套安装段
702
内吊装中转支撑盘
602
,中转支撑盘
602
坐落在中转盘支撑梁
601
上,中转支撑盘
602
由中转盘支撑梁
601
支撑

75.7a、
在始发井7的井口外安装吊装地梁系统3,吊装地梁系统3的钢绞线
304
与吊盘组
102
连接,如图1所示

76.8a、
吊装地梁系统3使扩孔竖井掘进机1向上移动适当的距离,拆除吊盘组支撑梁5,主机安装段
701
的深度应该能够保证扩孔竖井掘进机1向上移动后能够顺利地拆除吊盘组支撑梁
5。
此时,组装成所述竖井掘进机

77.其中,所述竖井掘进机的安装方法中步骤的顺序依次为:
1a、2a、3a、4a、5a、6a、7a、8a。
78.所述竖井掘进机在组装完成之前,地层中已经由现有设备挖出硐室
8、
竖井导洞9和下部巷道
10。
挖出硐室
8、
竖井导洞9和下部巷道
10
从上向下依次连通,挖出硐室8和下部巷道
10
为水平状态,竖井导洞9为竖直状态,竖井导洞9作为下排渣使用

所述竖井掘进机在组装完成后可以进行向下挖掘工作

79.下面介绍一种竖井掘进机的工作方法,所述竖井掘进机为上述组装成的竖井掘进
机,所述竖井掘进机的工作方法包括以下步骤:
80.始发井7内的扩孔竖井掘进机1组装完成后进行调试,调试完成后进行竖井开挖

随着主机向下掘进,卷扬机
303
下放钢绞线,吊盘组
102
下放

所述竖井掘进机向下挖掘

若下部巷道
10
打通后,扩孔竖井掘进机1到达接收端
(
下部巷道
10

)
前剩余石方难以支撑掘进机重量,存在整机掉落风险,底部需采取措施提供支撑反力,确保掘进机顺利接收

81.下部巷道
10
在挖掘时,可以在下部巷道
10
内留出中心土区域
1001
,如图6所示,中心土区域
1001
为开口环形结构,中心土区域
1001
的轴线与竖井导洞9的轴线重合,中心土区域
1001
开口朝向下部巷道
10
的入口方向,例如朝右

可以满足出渣需求同时承载扩孔竖井掘进机重量使扩孔竖井掘进机一直掘进至下部巷道
10
的底部

82.竖井挖掘施工完成后,可以进行掘进机拆除工作,掘进机拆除过程与掘进机安装过程基本上相反

下面介绍一种竖井掘进机的拆卸方法,所述竖井掘进机为上述竖井掘进机,所述竖井掘进机的拆卸方法包括以下步骤:
83.1b、
首先单开主机系统
101
和所述后配套系统之间的连接,断开主机系统
101
和所述后配套系统之间的连接管线后,利用吊装地梁系统3使扩孔竖井掘进机1的吊盘组
102
向上移动,直至吊盘组
102
的下端高于后配套安装段
702
的下端

吊盘组
102
的下端的位置应该能够保证在下述步骤
2b
中可以顺利的安装吊盘组支撑梁5,如图1所示

此步骤中,吊装地梁系统3不使主机系统
101
向上移动,此时,主机系统
101
的部分或全部位于下部巷道
10


84.2b、
在后配套安装段
702
的下端安装吊盘组支撑梁5,吊盘组支撑梁5的端部插接于始发井7的第一横梁安装槽
703
内,吊盘组支撑梁5呈水平状态,利用吊装地梁系统3使吊盘组
102
坐落在吊盘组支撑梁5上

85.3b、
拆除吊装地梁系统3,吊装地梁系统3拆解为组成部件,吊装地梁系统3不再能够阻挡始发井7的井口

86.4b、
利用吊装顶梁系统2拆除中转支撑盘
602。
在始发井7内,将中转支撑盘
602
拆解为组成部件,吊装顶梁系统2将中转支撑盘
602
的组成部件吊出

87.5b、
拆除中转盘支撑梁
601
,利用吊装顶梁系统2将中转盘支撑梁
601
吊出

88.6b、
利用吊装顶梁系统2逐拆除吊盘组
102
的各层吊盘,将吊盘组
102
和后配套系统拆解为组成部件,吊装顶梁系统2将中转支撑盘
602
和后配套系统的组成部件吊出,如图1所示

89.7b、
拆除吊盘组支撑梁5,利用吊装顶梁系统2将吊盘组支撑梁5吊出

90.8b、
利用吊装顶梁系统2拆除扩孔竖井掘进机1,在下部巷道
10
内将扩孔竖井掘进机1拆解为组成部件,吊装顶梁系统2将扩孔竖井掘进机1的组成部件吊出

吊出的竖井掘进机的组成部件可以放置于硐室8内,此时,完成所述竖井掘进机的拆卸

91.其中,所述竖井掘进机的拆卸方法中步骤的顺序依次为:
1b、2b、3b、4b、5b、6b、7b、8b。
92.以上所述,仅为本发明的具体实施例,不能以其限定发明实施的范围,所以其等同组件的置换,或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修饰,都应仍属于本专利涵盖的范畴

另外,本发明中的技术特征与技术特征之间

技术特征与技术方案

技术方案与技术方案

实施例与实施例之间均可以自由组合使用

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