[发明专利]一种可变断面竖井开挖装置

说明书

本发明提出了一种可变断面竖井开挖装置，包括盾体和渣土输送系统，盾体下方设置有刀盘装置，刀盘装置与摆动装置相连接，摆动装置与刀盘平移装置相连接，刀盘平移装置滑动设置在圆周回转装置上，圆周回转装置设置在盾体内侧。本发明通过刀盘在摆动装置的作用下上下摆动，利用刀盘平移装置带动刀盘移动，并且配合圆周回转装置带动刀盘装置实现大公转，实现了刀盘对不同断面的高效开挖，实现了竖井施工的全机械化和自动化作业，提高了开挖效率，设备拆装方便，减少了作业人员数量，降低了人员劳动强度；并且盾体、刀盘装置、刀盘平移装置和圆周回转装置整体为装配式结构，根据不同的断面更改盾体内设备组合方式，能够适用于不同断面的竖井工程。

技术领域

本发明涉及竖井开挖掘进设备的技术领域，尤其涉及一种可变断面竖井开挖装置。

背景技术

目前国内外竖井工程越来越多且断面大小不一，而针对竖井的主流施工方式还停留在人工半机械化的开挖方法上，其工法灵活，可进行不同断面竖井工程的施工，但施工人员众多，存在一定的安全隐患，并且施工工序复杂，施工效率明显偏低，竖井成井周期长，而用于竖井施工的竖井钻机主要应用于断面不大的竖井工程，在专利申请号为“CN2016211567123”、专利名称为“一种小断面竖井快速掘进装置”中公开了一种适合小断面的钻机角度可调的装置，通过调节钻机的角度，实现对开挖断面进行自适应调整，但是调节范围有限，其设备适用性较为局限且设备自身能力有限，在大断面竖井施工上存在明显的劣势和不足，甚至无法满足正常使用要求。

发明内容

针对目前竖井施工中设备仍停留在人工半机械化、设备适用性较为局限且设备自身能力有限，在大断面竖井施工上存在明显的劣势和不足，甚至无法满足正常使用要求的技术问题，本发明提出一种可变断面竖井开挖装置，可广泛用于矿山、隧道、水电、市政、国防等大型竖井工程的施工。

为了解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：

一种可变断面竖井开挖装置，包括盾体和渣土输送系统，盾体下方设置有刀盘装置，刀盘装置与渣土输送系统相对应设置，所述刀盘装置与摆动装置相连接，摆动装置与刀盘平移装置相连接，刀盘平移装置滑动设置在圆周回转装置上，圆周回转装置设置在盾体内侧，刀盘装置在摆动装置的作用下上下摆动，同时利用刀盘平移装置带动刀盘和摆动装置整体移动，实现了移动和摆动同步动作，并且配合圆周回转装置带动刀盘平移装置和刀盘装置整体实现大公转，进而刀盘同步实现了摆动、移动和公转三个动作，实现了刀盘对不同断面的高效开挖，大大提高了开挖效率。

优选地，所述刀盘装置包括刀具和刀盘本体钢结构，刀具分布在刀盘本体钢结构的外环面上，刀盘本体钢结构与摆动装置相连接，摆动装置带动刀盘本体钢结构和刀具进行上下摆动，提高开挖范围。

优选地，所述摆动装置包括摆动架，渣土输送系统中的出浆管路安装在摆动架上，且渣土输送系统中的吸渣口与刀盘装置最下部相对应设置，摆动架分别与摆动油缸和刀盘平移装置可拆卸连接，摆动油缸设置在刀盘平移装置上，摆动架与动力单元固定连接，动力单元通过转动轴承与刀盘装置中的刀盘本体钢结构相连接，且动力单元通过法兰结构与刀盘本体钢结构相连接。

优选地，所述刀盘平移装置包括滑移架、支撑连接装置和平移油缸，滑移架滑动安装在圆周回转装置上且滑移架与支撑连接装置相连接，支撑连接装置设置在圆周回转装置下方，平移油缸的一端与滑移架相连接，平移油缸的另一端与圆周回转装置相连接；所述滑移架分别与摆动油缸和摆动架可拆卸连接。

优选地，所述滑移架、摆动油缸和摆动架整体连接组成杠杆结构，摆动架以转动轴为摆动支点在摆动油缸的作用下带动刀盘装置进行一定范围的位置变动，并改变刀盘本体钢结构的作业姿态，另外在平移油缸的作用下，滑移架可在圆周回转装置上进行平移作业，从而改变刀盘装置的位置，增大刀盘装置的开挖作业范围。