[发明专利]一种大断面竖井掘进机及其施工方法

说明书

本发明公开了一种大断面竖井掘进机，包括井下主机、一级垂直输送机和二级垂直输送机，一级垂直输送机与井下主机固定连接以随井下主机同步步进，且穿过刀盘伸入先导洞内，二级垂直输送机的底端与一级垂直输送机的顶端配合以承接一级垂直输送机上的物料，二级垂直输送机的顶端固定于地面上，且二级垂直输送机的长度可延长。本发明还公开了一种大断面竖井掘进机的施工方法，包括步骤：打超过成井深度的先导洞；将一级垂直输送机的底端伸入先导洞内；主驱动装置带动刀盘旋转进行掘进，渣土先后经由一级垂直输送机和二级垂直输送机运送到地面。采用该大断面竖井掘进机及其施工方法，可以挖掘大断面竖井，机械化程度高，避免人员下井施工产生的风险。

技术领域

本发明涉及竖井钻机技术领域，更具体地说，涉及一种超大断面竖井掘进机及其施工方法。

背景技术

煤矿、金属及非金属矿山、抽水蓄能水电站、地铁机铁路隧道等地下工程中，需大量竖井工程施工。目前广泛采用的是以钻眼爆破为基础的普通法凿井技术，需大量人员井下作业，工作强度大、安全性差，机械化钻井技术机钻井法是未来发展方向。

钻井法凿井是利用竖井钻机等设备钻凿井筒的方法，该法的优势在于工作人员不需要下井作业，主要作业在地面进行，钻进原理是利用钻机的钻杆带动钻头旋转钻进、滚刀破岩，利用泥浆临时支护井壁，并利用压气反循环方式排出开挖岩渣。

全断面开挖法是指按设计开挖面一次开挖成型，其可以减少开挖对围岩的反复扰动，有利于保护围岩的天然承载力且施工方便。然而，对于大断面竖井全断面开挖并没有适用的机械设备。

综上所述，如何有效地解决大断面竖井全断面开挖难以实现等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的第一个目的在于提供一种大断面竖井掘进机，该大断面竖井掘进机的结构设计可以有效地解决大断面竖井全断面开挖难以实现的问题，本发明的第二个目的是提供一种上述大断面竖井掘进机的施工方法。

为了达到上述第一个目的，本发明提供如下技术方案：

一种大断面竖井掘进机，包括井下主机和用于出渣的一级垂直输送机和二级垂直输送机，所述井下主机包括刀盘和用于驱动所述刀盘旋转的主驱动装置，所述一级垂直输送机与所述井下主机固定连接以随所述井下主机同步步进，且穿过所述刀盘伸入先导洞内，所述二级垂直输送机的底端与所述一级垂直输送机的顶端配合以承接所述一级垂直输送机上的物料，所述二级垂直输送机的顶端固定于地面上，且所述二级垂直输送机的长度可延长。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，所述一级垂直输送机的顶端具有落料区域，所述二级垂直输送机的底端具有接料区域，且所述接料区域位于所述落料区域的下方。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，所述二级垂直输送机包括位于井下的第一水平段和位于地面的第二水平段，所述第一水平段与所述第二水平段之间连接有竖直段，所述第一水平段为所述接料区域。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，所述竖直段的长度可延长。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，所述一级垂直输送机为一级垂直皮带机，所述二级垂直输送机为二级垂直皮带机。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，还包括储带仓，所述二级垂直皮带机的备用延长带储存于所述储带仓内。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，所述刀盘为锥形刀盘，且所述刀盘上设置有用于将渣土导向至所述一级垂直输送机内的刮渣板。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，所述井下主机包括支撑环，所述支撑环上至少相对的两侧固定连接有撑紧伸缩缸，所述支撑环上固定有推进伸缩缸，所述推进伸缩缸的活动端与所述刀盘连接。

优选地，上述大断面竖井掘进机中，还包括与所述井下主机固定连接的钢绞线及用于支撑所述钢绞线以吊运所述井下主机的钢绞线支撑装置。