竖井掘进机的制作方法

本技术涉及矿业竖井工程，特别涉及一种竖井掘进机。

背景技术：

1、矿山竖井的地质条件复杂多变，钻爆法施工效率低，因此中国铁建重工开发了竖井掘进机（cn116398142a），然而随着掘进深度的增加围岩压力不断加大，过高的围压使得掘进难度过大，挖掘过程中如果没能进行及时的支护竖井掘进机难以向下推进，撑靴系统配合锚网喷支护工艺能有效解决上述问题，但现有的竖井掘进机（cn116398142a）撑靴系统推进力不足，支撑程度不够，严重地影响竖井的建设施工进度并容易造成安全事故。同时竖井掘进机（cn116398142a）初期支护成环慢、容易对其他工序形成干扰，采用隧道施工的锚网喷支护工艺可以改善这一问题，但目前的竖井掘进机（cn116398142a）不能适应锚网索喷支护工艺，喷锚支护系统与撑靴也无法形成有机统一的整体，同时由于在竖井充填料受到重力影响较大，会出现分布不均与充填不密实的问题，使得支护不稳固，后期充填管道也容易出现变形、开裂等问题。另外现有的竖井掘进机（cn116398142a）推进施工效率低。

2、现有竖井掘进机施工法基本用于超深矿山、大型井巷工程掘进施工，配合竖井掘进机的支护工艺基本采用管片或钢片加衬砌支护，由于竖井掘进机掘进形成的是圆形断面，而竖井掘进机后续向下掘进需要沿着竖井向下移动，现有技术单纯采用锚网喷支护或者管片衬砌，刚开挖后的井巷无法向下推进，竖井需要铺装混凝土，等待混凝土凝固后才能安装轨道供竖井掘进机向下推进，而混凝土的铺装和等待凝固需要一定时间，同时在竖井中受到重力的作用，混凝土无法均匀分布，并且充填的十分不充分，存在重大安全隐患，这直接导致现有技术中竖井掘进机配合锚网索喷支护工艺施工巷道初期支护过程中竖井掘进机后配套设备无法向下移动，后续组件跟不上又导致竖井掘进机无法继续向下掘进，存在成环慢的问题。

技术实现思路

1、鉴于现有技术的不足，本实用新型的主要目的是提供一种竖井掘进机，旨在解决现有技术中竖井掘进机配合锚网索喷支护工艺施工竖井初期支护成环慢、撑靴系统与后方锚网喷支护系统不能形成整体结构以及撑靴无法为竖井掘进机推进提供足够支撑力、重力影响管道内充填料浆不充分等问题。

2、为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

3、本实用新型首先提供一种竖井掘进机，包括主梁、支护组件、撑靴组件和竖井掘进机刀盘，其特征在于：还包括运输组件、固定与动力组件和机载锚索钻机，所述的支护组件设置在竖井掘进机主机的最上部，固定与动力组件设置在支护组件的侧面，用于固定支护组件，并为整个支护组件提供动力，所述的运输组件设置在支护组件的下方，所述的机载锚索钻机为打锚索的装置，设置在竖井掘进机主机中部，所述的撑靴组件设置在机载锚索钻机的下部，所述的竖井掘进机刀盘通过主轴转动连接在竖井掘进机主机的最下端。

4、优选地，所述的支护组件为长方体结构，在支护组件上设有螺栓连接孔和锚索孔，螺栓连接孔用于穿设拉紧螺栓，锚索孔由左至右横向贯通，且锚索孔兼做注浆孔。

5、优选地，所述的运输组件安装在主梁上，用于运送支护组件，运输组件包括左侧上卡扣、左侧下卡扣、左侧伸缩主杆、左侧连接滑轮a、左侧连接滑轮b、左侧伸缩辅助杆、右侧上卡扣、右侧下卡扣、右侧伸缩主杆、右侧连接滑轮a、右侧连接滑轮b、右侧伸缩辅助杆；左侧上卡扣用于连接支护组件底部，左侧下卡扣用于连接岩渣停留层顶部，左侧伸缩于伸缩以带动支护组件实现上下移动，左侧连接滑轮a、左侧连接滑轮b、左侧伸缩辅助杆共同工作用于调整左侧运输组件运动方向；右侧上卡扣用于连接固定与动力组件底部，右侧下卡扣用于连接岩渣停留层顶部，右侧伸缩主杆用于伸缩以带动固定与动力组件实现上下移动，右侧连接滑轮a、右侧连接滑轮b、右侧伸缩辅助杆共同工作用于右侧调整运输组件运动方向。

6、所述的运输组件安装置在主梁上，用于运送支护组件，运输组件包括上滑轮、下滑轮、侧方的辅助滑轮及连接各滑轮的伸缩杆，上滑轮与下滑轮为主动滑轮，在整个竖井中实现上下移动运输物体，侧方辅助滑轮负责调整运输组件的方向，以满足竖井两侧240°范围的打孔工艺。

7、优选地，所述的固定与动力组件包括带有空腔的长方形壳体，设置在长方形壳体内的两个油缸和设置在扇形壳体外的与两个油缸连接的壁向收缩管。

8、优选地，所述的撑靴组件为上下两层都是相同的结构，每层撑靴组件包括中心主体，对称设置在中心主体四周环形撑靴板，一端与中心主体连接且伸缩端与撑靴板接连接的，用于通过伸缩端伸缩以带动撑靴板径向移动的支撑油缸，设置在支撑油缸两侧的抗剪粱，所述的撑靴板为弧形撑靴板，弧形撑靴板的外壁设有粗糙点。

9、优选地，所述的机载锚索钻机安装主梁上，配置有钻机角度调节器、钻机上下调节齿轨和钻机前后调节齿轨，所述的钻机上下调节齿轨和钻机前后调节齿轨分别用于调节钻机的上下高度位置、钻机在巷道行程的前后位置，所述的钻机角度调节器用于调节钻机绕竖井截面中心旋转角度，机载锚索钻机绕竖井截面中心旋转，锚索的方向与竖井轮廓线的法线一致，角度允许误差≤15°，支护角度为竖井两侧240°范围。

10、优选地，在所述的支护组件设有螺栓连接孔和锚杆孔，螺栓连接孔用于穿设拉紧螺栓，锚杆孔由左至右贯通，兼做注浆及锚索孔。

11、优选地，所述的支护组件上螺栓连接孔为三列，中心一列，左右对称结构各一列，上下对称结构两排，锚索孔设置多个，并与竖井壁垂直。

12、本实用新型相对于现有技术的有益效果是：

13、现有的竖井掘进机支护方式落后，在竖井项目中不能稳固支护，容易变形凝结不稳，同时现有的撑靴支撑力与动力不足单层结构难以稳固预支撑，同时现有的锚杆无法起到压紧料浆的作用；而采用本实用新型的竖井掘进机施工系统分区针对性布置，配套的撑靴先支撑，后续支护组件跟上机载锚索钻机施打锚索，结合快速喷混系统，能够快速锚固，快速安装支护组件，竖井掘进机刀盘快速掘进，极大提高掘进施工效率。本实用新型适用于各种地下竖井施工。

技术特征：

1.一种竖井掘进机，包括主梁、支护组件、撑靴组件和竖井掘进机刀盘，其特征在于：还包括运输组件、固定与动力组件和机载锚索钻机，所述的支护组件设置在竖井掘进机主机的最上部，固定与动力组件设置在支护组件的侧面，用于固定支护组件，并为整个支护组件提供动力，所述的运输组件设置在支护组件的下方，所述的机载锚索钻机为打锚索的装置，设置在竖井掘进机主机中部，所述的撑靴组件设置在机载锚索钻机的下部，所述的竖井掘进机刀盘通过主轴转动连接在竖井掘进机主机的最下端。

2.根据权利要求1所述的竖井掘进机，其特征在于：所述的支护组件为长方体结构，在支护组件上设有螺栓连接孔和锚索孔，螺栓连接孔用于穿设拉紧螺栓，锚索孔由左至右横向贯通，且锚索孔兼做注浆孔。

3.根据权利要求1所述的竖井掘进机，其特征在于：所述的运输组件安装在主梁上，用于运送支护组件，运输组件包括左侧上卡扣、左侧下卡扣、左侧伸缩主杆、左侧连接滑轮a、左侧连接滑轮b、左侧伸缩辅助杆、右侧上卡扣、右侧下卡扣、右侧伸缩主杆、右侧连接滑轮a、右侧连接滑轮b、右侧伸缩辅助杆；左侧上卡扣用于连接支护组件底部，左侧下卡扣用于连接岩渣停留层顶部，左侧伸缩于伸缩以带动支护组件实现上下移动，左侧连接滑轮a、左侧连接滑轮b、左侧伸缩辅助杆共同工作用于调整左侧运输组件运动方向；右侧上卡扣用于连接固定与动力组件底部，右侧下卡扣用于连接岩渣停留层顶部，右侧伸缩主杆用于伸缩以带动固定与动力组件实现上下移动，右侧连接滑轮a、右侧连接滑轮b、右侧伸缩辅助杆共同工作用于右侧调整运输组件运动方向。

4.根据权利要求1所述的竖井掘进机，其特征在于：所述的固定与动力组件包括带有空腔的长方形壳体，设置在长方形壳体内的两个油缸和设置在扇形壳体外的与两个油缸连接的壁向收缩管。

5.根据权利要求1所述的竖井掘进机，其特征在于：所述的撑靴组件为上下两层都是相同的结构，每层包括中心主体，对称设置在中心主体四周环形撑靴板，一端与中心主体连接且伸缩端与撑靴板接连接的，用于通过伸缩端伸缩以带动撑靴板径向移动的支撑油缸，设置在支撑油缸两侧的抗剪粱，所述的撑靴板为弧形撑靴板，弧形撑靴板的外壁设有粗糙点。

6.根据权利要求1所述的竖井掘进机，其特征在于：所述的机载锚索钻机安装主梁上，配置有钻机角度调节器、钻机上下调节齿轨和钻机前后调节齿轨，所述的钻机上下调节齿轨和钻机前后调节齿轨分别用于调节钻机的上下高度位置、钻机在巷道行程的前后位置，所述的钻机角度调节器用于调节钻机绕竖井截面中心旋转角度，机载锚索钻机绕竖井截面中心旋转，锚索的方向与竖井轮廓线的法线一致，角度允许误差≤15°，支护角度为竖井两侧240°范围。

7.根据权利要求2所述的竖井掘进机，其特征在于：所述的支护组件上螺栓连接孔设置三列，中心一列，左右对称结构各一列，上下对称结构两排，锚索孔设置多个，并与竖井壁垂直设置。

技术总结本技术涉及一种竖井掘进机，包括主要由主梁、支护组件，动力组件，运输组件，固定组件，机载锚索钻机、撑靴组件和竖井掘进机刀盘组成的竖井掘进机主机，本技术竖井全断面施工支护方法，能够解决现有技术中竖井掘进机配合锚网索喷支护工艺施工巷道初期支护成环慢的问题，使撑靴组件加支护组件与竖井的井壁围岩形成一个整体的支护结构，能够解决竖井支护后期变形、开裂的问题，同时在充填处布设两段式收紧锚索，当喷射充填料浆后由锚杆伸缩管伸出，与固定组件将充填料三向压密，使其填充均匀并快速凝固，达到了理想的支护效果，极大提高掘进施工效率。技术研发人员：郭志东,李光,左进京,祝贺超,胡世超,柴青平,崔宇,康一强受保护的技术使用者：鞍钢集团矿业有限公司技术研发日：20231027技术公布日：2024/6/20