[发明专利]一种整体成井式竖井掘进机

说明书

本发明提供了一种整体成井式竖井掘进机。包括固定在地面上的地上设备和掘进在地面下的井内主机；所述地上设备包括支撑结构架和推进系统；支撑结构架固定在地平面上；推进系统安装在支撑结构架上；所述井内主机包括刀盘、主驱动、钢管环和支护单元；刀盘上的法兰和主驱动上的法兰通过高强度螺栓连接，主驱动为刀盘在掘进过程中提供扭矩；钢管环的一端与主驱动上的法兰连接；钢管环的另一端与支护单元连接；推进系统中的活塞杆正对支护单元区域。本发明整体结构机械化程度高，大大减少了劳动强度。通过采用钢管片支护，地质适应性广，可应用于软土、卵砾石、软岩、硬岩地层进行竖井掘进。集开挖、出渣、初支于一体，各个工序无缝衔接，施工效率快。

技术领域

本发明涉及竖井施工技术领域，具体涉及一种整体成井式竖井掘进机。

背景技术

随着地下工程需求与日俱增，竖井应用范围越来越广。目前很多竖井施工中采用的是普通凿井法，这种方法开挖土速度慢，机械化程度低，施工人员安全性风险大，施工成本高。竖井掘进机是一种快速掘进隧道的工程机械，可实现智能化、井下无人化施工。

发明专利CN108756888A《一种小直径硬岩竖井掘进机》公开了一种小直径硬岩竖井掘进机，包括竖井掘进主机和设在地面上的井架，竖井掘进主机通过提升机构与井架相连接；所述动力配套装置包括行走底盘和泥水处理站，行走底盘上部设有渣浆泵和动力站，泥水处理站通过泥水管与竖井掘进主机相连接。模块化设计，便于设备的运输和维修；大大提高了小直径竖井掘进的工作效率。

上述专利所涉及的竖井掘进机推进系统采用撑靴的形式，故限制了该竖井掘进机只能在硬岩地层进行掘进。其余的现有相关竖井掘进设备都不能实现快速掘进及衬砌及竖井挖掘完成后设备的拆机。

综上所述，急需一种整体成井式竖井掘进机以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种整体成井式竖井掘进机，以解决现有掘进机开挖速度慢以及设备拆装不方便的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种整体成井式竖井掘进机，包括固定在地面上的地上设备和掘进在地面下的井内主机；所述地上设备包括支撑结构架和推进系统；支撑结构架固定在地平面上；推进系统安装在支撑结构架上；

所述井内主机包括刀盘、主驱动、钢管环和支护单元；刀盘上的法兰和主驱动上的法兰通过高强度螺栓连接，主驱动为刀盘在掘进过程中提供扭矩；钢管环的一端与主驱动上的法兰连接；钢管环的另一端与支护单元连接；推进系统中的活塞杆正对支护单元区域，通过推进系统中的活塞杆顶住支护单元，将推力传递到刀盘上。

优选地，所述刀盘的法兰直径比钢管环的直径大10～50mm；钢管环内壁固定有铰接油缸；主驱动上设有铰接座；铰接油缸的活塞杆与铰接座的凹槽相匹配。

优选地，所述铰接油缸设置有八组；八组铰接油缸沿钢管环的圆周方向均匀设置，通过铰接油缸的活塞杆插入到铰接座的凹槽中，固定主驱动并调整主驱动的位置。

优选地，所述支护单元为钢管片；所述钢管片是由两块截面为半圆的管片拼接而成的环状结构，两块管片之间的连接方式采用螺栓连接或者是焊接或者是螺栓连接与焊接的组合形式；钢管片的外径与钢管环的外径相等。

优选地，所述推进系统包括四组沿钢管片圆周方向均匀分布的四组推进油缸。

优选地，所述地上设备还包括支护吊装系统，支护吊装系统安装在支撑结构架的滑轨上，支护吊装系统用于钢管片拼装时吊装管片。

优选地，所述地上设备还包括主机起吊系统，所述主机起吊系统固定在地面上，支撑结构架上设有导向滑轮组，主机起吊系统中钢绞线的自由端穿过导向滑轮组，用以起吊井内主机。