[发明专利]一种适合有导井钻进竖井的掘进机

说明书

技术领域

本发明涉及一种竖井钻进设备，特别涉及一种适合有导井钻进竖井的掘进机。

背景技术

在现有技术中，现有岩石地层矿井建设工程，多采用普通法凿井施工，需要工作人员下到几百米深的狭小开挖工作面，用钻机机具钻爆破孔、装炸药、工作面爆破、将爆破破碎的岩石通过吊桶提升到地面、工作面排水、然后进行支护等作业。机械化水平低、劳动力投入多、工作环境艰苦、安全条件差、事故时有发生，且爆破对围岩扰动较大，原岩应力变化大，支护困难。其中装岩、排水等工序占总施工时间的三分之一到三分之二，施工速度慢(30-40m／月)。在实际施工过程中，由于这些矿井井筒工程有约20％具有下部巷道(隧道)，因此可以采用反井钻机施工。反井钻井施工工艺具有劳动强度低、成井质量好、速度快、工效高及人身安全有可靠地保障等优点。

但是，普通反井钻技术是通过导孔钻进、扩孔钻进完成一个小直径的井筒(1-3m)，不能满足井筒功能要求，需要经过一次或多次刷井作业，其和普通法凿井有许多类似之处，都需布置提绞设备和井架，在井内铺设压风、供水、下料等各种管线，在刷井过程中靠打眼放炮破碎岩石，进行临时支护和永久支护。井筒中除布置吊盘外，还有封闭溜矸石孔的封口盘，其施工工序为打眼爆破-清除岩渣(岩渣通过溜矸孔溜到下水平)-临时支护-永久支护。

目前，在有导井的情况下，尚没有掘进机能够一次钻成设计直径的竖井井筒。

发明内容

针对现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种适合有导井钻进竖井的掘进机，使得在导井情况下能够利用本发明掘进机一次钻出设计直径的竖井井筒。

本发明的技术方案是这样实现的：一种适合有导井钻进竖井的掘进机，包括主框架结构、旋转驱动系统、破岩钻头、轴向推进系统和支撑系统，旋转驱动系统、轴向推进系统和支撑系统分别安装在主框架结构上；支撑系统的支撑板可以沿主框架结构的径向做往复运动，以便使得主框架结构悬停在竖井中或沿竖井轴向运动；旋转驱动系统与破岩钻头驱动连接以便驱动破岩钻头旋转；轴向推进系统与旋转驱动系统驱动连接以便推动旋转驱动系统和破岩钻头一起沿竖井轴向运动。

上述适合有导井钻进竖井的掘进机，主框架结构包括上框架、下框架和立柱，立柱的一端与上框架固定连接，立柱的另一端与下框架固定连接；轴向推进系统驱动旋转驱动系统沿立柱上下滑动。

上述适合有导井钻进竖井的掘进机，旋转驱动系统上开设有与立柱外形相配合的滑槽，旋转驱动系统通过滑槽与立柱的滑动配合安装在主框架结构上；轴向推进系统为推进油缸，推进油缸的缸筒和活塞杆二者中的任意一个与主框架结构固定连接，推进油缸的缸筒和活塞杆二者中的另一个与旋转驱动系统连接。

上述适合有导井钻进竖井的掘进机，支撑系统包括上支撑系统和下支撑系统，上支撑系统安装在上框架上，下支撑系统安装在下框架上。

上述适合有导井钻进竖井的掘进机，上框架上固定安装有安全保护罩，安全保护罩内分别安装有电控系统、液压系统和操作台。

上述适合有导井钻进竖井的掘进机，旋转驱动系统包括电机、齿轮箱和输出主轴，电机的动力输出端与齿轮箱的动力输入端驱动连接，齿轮箱的动力输出端与输出主轴的上端驱动连接，输出主轴的下端与破岩钻头固定连接。

上述适合有导井钻进竖井的掘进机，上框架和下框架均为轴向中部镂空的圆角方形框架，上框架的框架边和下框架的框架边上下一一对应，立柱为四个并且均固定安装在上框架的框架边和下框架的框架边之间，立柱的横截面为棱柱或侧面上设置有凸棱的棱柱，每个立柱的上端头与其正上方的上框架的框架边下表面固定连接、下端头与其正下方的下框架的框架边上表面固定连接；上支撑系统为四个并且分别安装在上框架的四个框架边上，下支撑系统为四个并且分别安装在下框架的四个框架边上；旋转驱动系统包括电机、齿轮箱和输出主轴，电机的动力输出端与齿轮箱的动力输入端驱动连接，齿轮箱的动力输出端与输出主轴的上端驱动连接，输出主轴的下端与破岩钻头固定连接；推进油缸为四个，其中两个推进油缸的缸筒固定安装在上框架的第一框架边上，另外两个推进油缸的缸筒固定安装在与第一框架边相对的上框架的第二框架边上，推进油缸的缸筒在框架边上均自上而下贯穿框架边而安装固定，推进油缸的活塞杆远离缸筒的一端与旋转驱动系统连接；第一框架边上安装的立柱夹在第一框架边上安装的两个推进油缸的缸筒之间，第二框架边上安装的立柱夹在第二框架边上安装的两个推进油缸的缸筒之间。