[其他]剥离泥沙的气球抓斗装置及方法

说明书

本专利是一种采用气球悬吊的特殊的挖掘工程设备及方法。

在沼泽地带，湿陷地面或浅水区挖掘泥砂是采矿剥离、港湾、河道开挖、垦荒排水等工程中经常遇到的问题。这些地区土壤的工程地质条件很差，表面承压能力通常小于0.1公斤/厘米²，而常规挖掘和运输设备的接地压力为0.7～3公斤/厘米²。为此，必须事先进行疏干排水，如钻孔疏干、开挖排水沟（通常仅能依靠人力），以改善土壤的工程地质条件。但是，由于土壤透水性能差异较大，有易透水的砂砾，也有隔水的粘土，所以这种土壤的疏干相当困难，工作条件极为艰苦，容易发生人员和设备陷入事故，同时还要受到大气降雨的严重干扰。总之，半流态化的土壤挖掘，一直是工程建设中的一个难题。

气球抓斗装置是利用气球巨大而又廉价的静浮力，悬吊挖掘泥砂的设备-抓斗，由空中抓取泥砂，可以在需要的高度上完成抓取或卸放物料的动作，从而完全避开了工程地质条件恶劣的地面，相应也不需要耗费大量的人力和物力，进行予先疏干工作。

气球抓斗装置是在公知的气球运输装置（BTT-BaLLoon    TransPort    FaCiLity）基础上，提出的一种特殊的挖掘工程设备。苏联建筑安装工程部（MCMP）和美国军方在七十年代，曾对BTF进行过起重运输方面的可行性试验;而美国的俄勒冈（Oregon）、华盛顿（Washington）、阿拉斯加（ALasKa）州的各林场已有4个530K型的BTF累计运行了150000小时（约20年），用来将砍伐的原木吊运至卸材场、但所有上述公知的气球吊运装置都不能挖掘泥砂岩土，尤其是不能实现露天矿剥离挖掘岩土的功能。〔1〕、〔2〕、〔3〕、〔4〕。

本发明的特点是：在气球下悬吊液压马达抓斗，由缠在卷筒上的电缆供电，液压马达除了可以完成抓斗的开、闭动作，还可以在一定范围内实现抓斗的升降。该装置除悬吊液压马达抓斗之外，还可以悬吊常用的二绳（四绳）抓斗。

该装置有三种钢丝绳缠绕系统，以适用不同的情况（附图1，2，3）。

该装置由地面絞车通过钢丝绳严格控制其运行路线、距离、速度及升空、降落。双筒絞车安装在汽车或专用履带车上。絞车具有牵引力大，速度快的特点，并能无级调速。根据该装置上的测风仪表传递的风速信号，由微型电子计算机自动调节牵引速度。

为了使牵引运输距离摆脱卷筒容绳量的限制，提出了一种无极绳絞车牵引方案（附图4），从而有可能使其牵引距离，超过国外BTF应用卷筒絞车所能达到的最高距离（1.6公里）。

该装置的扇形及平行流砂挖掘工作面的下部都有导向轮用来回绳，对称单筒絞车方案则需在工作面下部安装一台单筒絞车。

如果下部工作面是坚固的岩石，则导向滑轮或单筒絞车可以用錨固螺栓固定。

大多数情况下，下部工作面也是湿陷性泥砂。而且开挖之后，由于地下水及大气降水的汇集、下部工作面将会十分泥泞，甚至成为浅水区。为此，提出适应于这种情况的专用辅助设备-回绳船。

回绳船有两种类型。它们的外形基本相似;它们具有足够的重量，以便与气球抓斗装置的牵引钢丝绳拉力平衡，保持工作状态的稳定;它们有一定的不透水的空间容积和较大的接地面积，可使接地压力保持在0.1公斤/厘米²左右，以免回绳船下陷，实际上它们是“漂浮”在泥水之上的。

回绳船按其行走要求，分为以下两种：

（1）钢丝绳牵引回绳船（附图5）

这种回绳船实际上是由两个浮箱和一个平台组成。它的移动是由钢丝绳和絞车牵引的（参见附图10，11）。平台上可以安装导向滑轮或单筒絞车。

（2）自行回绳船（附图6）

这种回绳船可以自行，类似于水陆两用坦克。但是它在泥水中的行走是依靠履带的移动，所以它的履带具有足够大的宽度（1.5～1.8米）。

由于工作面下部的导向滑轮（或单筒絞车）移动频度很低，移动间隔时间较长，加之每次移动距离较短，所以它的行走速度可以取较小的数值（小于0.5米/秒）。这样，行走动力机械的功率不大，传动系统也比较简单。

行走动力机械可以采用柴油发动机或电动机。