[发明专利]全断面竖井钻机

说明书

技术领域

本发明属于矿产机械技术领域，特别是涉及一种全断面竖井钻机。

背景技术

现有竖井开凿方式历经长期的发展，主要凿井方式有钻爆法、钻井法，施工工艺已经成熟。竖井开凿设备也经历同样的发展历程，设备技术已经成熟，但均未实现大的突破，依然沿用传统的施工方式，并且凿井设备难以实现自动化，平行施工困难，凿井效率低，人员劳动强度大。我国现有的竖井开凿设备技术经多次改进已经发展成熟，但是仅仅通过提高单一设备的施工效率也已经难以提高竖井开凿速度。

发明内容

本发明要解决的技术问题就是克服上述现有技术的不足，而提供一种自动化、机械化程度高，使竖井施工更加快速、安全，可以完成大直径、大深度的竖井施工，并且施工成本较低的全断面竖井钻机。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

一种全断面竖井钻机，包括设备主梁、设备平台、井架、掘进系统、人员及物料输送系统、井壁支护系统和保障系统，以及操控室，在设备主梁前端安装有掘进系统，在设备主梁后端安装有多个设备平台，在井口上安装有井架，井架上设有操控室，人员及物料输送系统和保障系统安装在掘进系统后部，井壁支护系统安装在掘进系统后部以及四周，所述人员及物料输送系统包含提升机、一级分离站、储渣仓、二级分离站、喂料机构和输送泵，所述井壁支护系统所含辅助吊车、提升机、井下混凝土搅拌罐和混凝土泵以及锚固系统，均安装在设备平台上。

所述掘进系统包括背装式刀具结构的刀盘、主驱动、推进油缸、撑靴、撑靴定环和撑靴油缸，所述推进油缸有多个，且对称安装在主驱动四周，推进油缸的一端铰接在设备主梁上，另一端铰接在主驱动上。

所述人员及物料输送系统包括泥浆泵、排浆管、一级分离站、储渣仓、快速上料装置、吊桶、提升机、稳车、溜渣槽、二级分离站、回浆管、喂料机构、输送泵、出浆管和进浆管，泥浆泵安装在刀盘内刀具后侧，排浆管进浆口与泥浆泵连接，其出浆口对应设置有一级分离站，一级分离站出渣口对应设置有储渣仓，其出浆口对应设置有二级分离站，二级分离站出浆口连通有回浆管，回浆管的出口端设置在撑靴定环上，二级分离站出渣口对应设置有喂料机构，喂料机构出口连接有输送泵，输送泵上连接有出浆管，出浆管的出口设置在井口处，连接有泥浆处理设备，进浆管的进口在井口处，连接有制浆池，其出口端设置在撑靴定环上，提升机和稳车安装在井口，提升机绳索绕过井架上的滑轮连接在吊桶上，溜渣槽倾斜安装在井架上。

所述井壁支护系统包括模筑系统和喷锚系统，其中模筑系统包括辅助吊车、提升机、模板、混凝土输送管、缓冲器、井下混凝土搅拌罐、混凝土泵、注浆管和混凝土挤压环以及挤压油缸，模板、混凝土挤压环及井壁形成封闭空间，挤压油缸一端铰接在撑靴定环后部，另一端固定在混凝土挤压环上，喷锚系统包括混凝土泵、钻机小车、钻机油缸和多功能钻机，钻机小车通过钻机油缸吊装在掘进系统后部的设备平台上，钻机小车上铰接安装有多功能钻机。

所述保障系统包括电力及控制模块、通风及通水模块和管道延伸模块，其中电力及控制模块包括主控室、油脂泵、电器柜、变压器、空压机、泵站、电缆及电缆卷筒，所述通风及通水模块包括风机、进风管、出风管和净水管，所述管道延伸模块包括出浆管伸缩管、进浆管伸缩管、混凝土伸缩管、延伸管道及管道阀门。

所述掘进系统还包括十字轴和调向节，十字轴安装在主驱动上，与主驱动、刀盘连为一体，调向节一端转动安装在十字轴上，另一端与推进油缸连接，同时调向节中间结构为双作用油缸，该油缸杆两端与撑靴定环滑动连接。以限定调向节的运动轨迹，推进油缸将推进力作用于调向节，撑靴定环固定调向节的运动轨迹，使之向下运动，调向节又将推进力传递到十字轴，进而传递到主驱动、刀盘，通过控制推进油缸的伸缩与调向节双作用油缸的伸缩实际控制刀盘的360°转向。

所述撑靴为有多个，且形成环形结构，每个撑靴通过滑键连接到主驱动上。

所述模板为多组独立模板构成。

所述混凝土挤压环为分体结构，包括主环、堵头环和螺母，堵头环上焊接有螺杆，螺杆穿过主环上的螺杆孔，并在螺杆的末端通过螺母连接固定。

所述井壁支护系统还包括超前注浆系统和混凝土添加剂加注装置，该超前注浆系统包括多功能钻机和注浆泵。

本发明技术方案的有益效果是：