一种矿山竖井马头门反向施工设备及方法

本发明涉及竖井及巷道施工，尤其涉及一种矿山竖井马头门反向施工设备及方法。

背景技术：

1、目前，对于围岩稳定性较好的急倾斜厚大矿体主要采用阶段嗣后充填采矿法开采。中段高度为100～150m，阶段高度为40～60m，采用大直径深孔爆破落矿。在矿体倾角发生较大变化时，需要降段进行开采，即新增一条中段巷，缩短中段高度。

2、现有技术中在施工过程中仍存在一些不足：

3、1、因竖井已完成施工，底部存在粉矿回收仓，无法通过爆破方式正向或反向施工新增中段马头门，否者矿石掉落至竖井中将其中的设备砸坏；

4、2、因无法施工马头门，一般通过上中段或下中段掘进斜坡道，由矿体向竖井反向掘进中段巷，但不与竖井贯通，形成盲中段，该种方法降段后新增中段所采矿体需通过溜井运输至下一中段后，经竖井提升至地表，中段出矿效率低，易造成矿石在井下积压，另一方面，中段不与主井贯通，易造成新增中段通风效果较差。

5、针对上述问题，本发明文件提出了一种矿山竖井马头门反向施工设备及方法。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有的无法安全的新增马头门，出矿效率低，新增中段通风效果较差的缺点，而提出的一种矿山竖井马头门反向施工设备及方法。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种矿山竖井马头门反向施工设备，该设备主要包括移动座、竖板、储液管、勾拉棒、支撑结构、勾拉结构和加湿结构等部分。

4、移动座位于石门巷内，顶部焊接有竖板，为整个设备提供稳定的支撑平台。储液管转动设置在竖板的一侧，用于喷洒液体，将岩体破碎时产生的灰尘进行加湿，降低施工现场的粉尘污染。

5、勾拉棒设置在移动座的上方，与岩体上开凿的中心钻孔相配合。通过勾拉棒的往复移动，可以将岩体内的碎岩石拉入石门巷内，实现岩体的破碎和移除。

6、在一种可能的设计中，支撑结构设置在竖板的一侧，包括滑动连接在竖板上的第一支撑臂和第二支撑臂，且第二支撑臂的一端滑动延伸至第一支撑臂内，所述竖板内设有驱动电机，所述驱动电机的输出轴固定有第一齿轮，所述第一支撑臂的顶部内壁固定有第一齿条，所述第二支撑臂的一侧固定有第二齿条，所述第一齿条、第二齿条相互靠近的一侧均与第一齿轮相啮合，第一齿轮与第一齿条和第二齿条的配合用于控制第一支撑臂和第二支撑臂相向移动，所述竖板的一侧固定有两个u型限制块，且第一支撑臂和第二支撑臂分别滑动贯穿相应的u型限制块，u型限制块用于增加第一支撑臂和第二支撑臂的稳定性，所述第一支撑臂和第二支撑臂相互远离的一端均焊接有挤压板，所述挤压板的一侧固定有多个锚钉，锚钉用于插入岩壁；驱动电机驱动第一齿轮转动，第一齿轮通过第一齿条和第二齿条推动第一支撑臂和第二支撑臂向两侧滑动，通过锚钉插入岩壁中，用于增加移动座和竖板在石门巷内的稳定性。

7、在一种可能的设计中，所述勾拉结构包括滑动贯穿竖板的f型板，且第一支撑臂和第二支撑臂均贯穿f型板，所述移动座的顶部固定有液压缸，且液压缸固定贯穿竖板，所述液压缸的输出轴与f型板固定连接，用于驱动f型板往复直线移动，所述f型板的顶部内壁与底部内壁固定有同一个安装套，所述勾拉棒的外壁设有外螺纹，且勾拉棒通过外螺纹与安装套螺纹连接，用于将勾拉棒与f型板进行固定；启动液压缸，液压缸通过f型板带动勾拉棒往复自直线运动，能够将岩体内的岩石破碎并向石门巷内拉动，避免岩石掉落至竖井内，保证竖井内设备的安全性，且将岩体全部拉入石门巷内后，竖井和石门巷以及新增中段巷相连通，不但提高出矿效率，还能够增加新增中段巷的通风效果。

8、在一种可能的设计中，所述勾拉棒的外壁设有多个收纳槽，多个所述收纳槽内均转动连接有转轴，所述转轴的外壁固定有拉板，所述转轴的外壁套设有两个扭簧，两个所述扭簧相互靠近的一端分别与拉板的两侧固定连接，两个扭簧相互远离的一端均与收纳槽的内壁固定连接，所述勾拉棒内设有圆槽，所述圆槽内滑动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端固定有多个拉绳，所述拉绳的一端延伸至收纳槽内并与拉板固定连接，用于控制拉板从收纳槽中展开，所述勾拉棒的一端转动连接有主螺母块，且主螺母块与螺纹杆螺纹连接，用于控制螺纹杆的直线移动；主螺母块转动带动螺纹杆向外侧移动，螺纹杆通过拉绳拉动拉板转动，拉板从收纳槽内离开，接着液压缸的输出轴通过f型板、安装套带动勾拉棒向远离岩体的方向移动，拉板能够展开且与岩体的一侧贴靠，便于后期拉板将岩体内的碎裂岩石向石门巷内勾拉。

9、在一种可能的设计中，所述加湿结构包括固定在竖板一侧的基座，所述基座的一侧转动连接有第二齿轮，所述第二齿轮偏离圆心的一侧固定有销杆，所述销杆的外壁转动套设有连杆，所述储液管的一侧固定有多个喷头，喷头用于洒水降尘，所述储液管的另一侧固定有凸板，所述凸板内设有销槽，所述连杆的一侧固定有与销槽配合的销柱，第二齿轮、连杆、销柱和凸板配合用于控制储液管往复摆动，所述f型板的顶部固定有与第二齿轮相啮合的第三齿条，所述移动座内设有储液仓，所述储液仓内设有水泵，所述水泵的出水口固定有软管，且软管的一端转动延伸至储液管内，用于为喷头提供水源；在f型板和勾拉棒往复自直线移动时通过第三齿条带动第二齿轮往复转动，第二齿轮通过销杆、连杆、销柱和销槽的配合带动凸板、储液管往复摆动，从而能够扩大喷头喷洒液体的范围，用于对岩体碎裂掉入石门巷内时产生的灰尘进行加湿，避免工作人员吸入过多的灰尘。

10、在一种可能的设计中，所述移动座的顶部固定有斜板，用于对移动座进行防护，且斜板的顶部与f型板的底部滑动连接，用于对f型板进行支撑；通过斜板能够将掉落的碎石向一侧引导，用于对移动座进行防护，还能够对f型板支撑，避免f型板在勾拉棒的作用下倾斜。

11、在一种可能的设计中，所述圆槽内固定有多个导向棒，且拉绳与导向棒相配合，导向棒用于对拉绳进行导向，所述收纳槽靠近主螺母块的一侧内壁固定有多个挡块，用于对拉板限位，所述拉板的一侧固定有多个钢钉；在勾拉棒带动拉板往复直线移动时，通过拉板与挡块的配合能够保证拉板处于竖直状态，对岩体内的碎石进行勾拉，且通过钢钉能够将碎石形成更小的碎块，便于后期向外界输送。

12、在一种可能的设计中，所述竖板的两侧均焊接有三角支板，且三角支板的底部与移动座的顶部固定连接，通过三角支板增加竖板的稳定性。

13、在一种可能的设计中，所述竖板的顶部固定有防护板，用于对储液管和喷头进行防护，所述竖板的一侧固定有两个斜撑板，且斜撑板的顶部与防护板的底部固定连接，用于对防护板支撑，两个所述斜撑板之间转动连接有同一个橡胶轮，且橡胶轮与储液管的外壁抵触，所述橡胶轮的外壁固定有多个弧形凸块，用于将防护板上的碎石振落；在岩体碎裂进入石门巷内时，通过防护板能够对储液管和喷头进行防护，避免碎石将储液管和防护板损坏，另外储液管与橡胶轮抵触，储液管带动橡胶轮往复摆动，通过橡胶轮和弧形凸块的配合能够敲击防护板，将防护板上的碎石振落。

14、本技术中，一种矿山竖井马头门反向施工设备的使用方法，包括以下步骤：

15、s1、首先，通过爆破施工在新增中段巷与竖井之间反向掘进，形成石门巷，掘进至马头门位置时，保留1-2m厚的岩体，接着，使用水磨钻在岩体中心施工中心钻孔，并沿巷道壁施工一圈边缘钻孔，将岩体从围岩上切下，之后，用压力棒通过中心钻孔将岩体压裂；

16、s2、将勾拉棒插入安装套内并固定，推动移动座使勾拉棒插入中心钻孔，随后，通过液压缸驱动勾拉棒向外移动，使其一端的拉板与岩体接触并展开贴靠；

17、s3、驱动电机转动，通过第一齿轮、第一齿条和第二齿条的配合推动支撑臂向两侧滑动，并用锚钉固定于岩壁，增强稳定性；

18、s4、启动液压缸，带动勾拉棒往复直线运动，破碎岩体并向石门巷内拉动，避免岩石掉入竖井，同时，拉板在撞击岩体时，通过钢钉进一步敲击岩石成小块，便于搬运；

19、s5、在勾拉棒往复移动时，通过第三齿条带动第二齿轮转动，进而带动凸板和储液管往复摆动，扩大喷头喷洒范围，用于降尘；

20、s6、在岩体碎裂进入石门巷时，防护板保护储液管和喷头免受碎石损坏，同时，储液管带动橡胶轮摆动，敲击防护板，振落其上的碎石。

21、有益效果：

22、本发明中，所述收纳槽内转动连接有转轴，所述圆槽内滑动连接有螺纹杆，所述螺纹杆的一端固定有多个拉绳，所述拉绳的一端与拉板固定连接；螺纹杆通过拉绳拉动拉板转动，并从收纳槽内离开，接着液压缸的输出轴通过f型板、安装套带动勾拉棒向远离岩体的方向移动，拉板能够展开且与岩体的一侧贴靠，便于后期拉板将岩体内的碎裂岩石向石门巷内勾拉，避免岩石掉落至竖井内，保证竖井内设备的安全性；

23、本发明中，所述勾拉结构包括滑动贯穿竖板的f型板，所述移动座的顶部固定有液压缸，所述液压缸的输出轴与f型板固定连接，所述f型板内固定有安装套，且安装套与勾拉棒螺纹连接；液压缸通过f型板带动勾拉棒往复自直线运动，能够将岩体内的岩石破碎并向石门巷内拉动，避免岩石掉落至竖井内，保证竖井内设备的安全性，且将岩体全部拉入石门巷内后，竖井和石门巷以及新增中段巷相连通，不但提高出矿效率，还能够增加新增中段巷的通风效果；

24、本发明中，所述第二齿轮偏离圆心的通过销杆转动连接有连杆，所述储液管的另一侧固定有凸板，所述凸板内设有销槽，所述连杆的一侧固定有与销槽配合的销柱，所述f型板的顶部固定有与第二齿轮相啮合的第三齿条；f型板通过第三齿条带动第二齿轮往复转动，第二齿轮通过连杆、销柱和销槽带动储液管往复摆动，扩大喷头喷洒液体的范围，用于对岩体碎裂掉入石门巷内时产生的灰尘进行加湿，避免工作人员吸入过多的灰尘，对工作人员进行保护。

25、本发明中，通过勾拉棒、拉板和液压缸的配合能够将岩体内裂开的岩石向石门巷内勾拉，避免岩石掉落至竖井内，保证竖井内设备的安全性，且将岩体全部拉入石门巷内后，竖井和石门巷以及新增中段巷相连通，不但提高出矿效率，还能够增加新增中段巷的通风效果，此外勾拉岩石时还能够及时进行加湿，避免工作人员吸入过多的灰尘。