CN103452566A - 竖井tbm装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种竖井TBM装置,其主梁的前部设置有刀盘驱动系统,刀盘驱动系统的转动驱动刀盘转动,刀盘为空腔式半椭球型结构,刀盘的空腔中设有搅拌装置,刀盘的外表面上布设有刀具,刀盘上留有进料口,主梁中安装有泥浆输入管道和排渣管道,泥浆输入管道的前端一直延伸至刀盘的前端面,刀盘的后端部设置有与刀盘的空腔连通的排渣管道,排渣管道的后端通过主梁伸出,主梁的两侧均设置有推进系统,推进系统包括推进油缸,推进油缸的一端铰接在主梁上,推进油缸的另一端向后延伸并铰接有撑靴,两撑靴之间设置有用于将两撑靴压紧在竖井壁上的伸缩油缸。本发明可使竖井全断面一次成型,使竖井掘进速度大幅提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于进行竖井作业的机械装置,尤其涉及一种竖井TBM装置。
背景技术
在开挖地下矿藏时,需要现在挖掘地层形成竖井,随着国民经济的发展,对地下矿藏的需求越来越多,地下矿藏的开采也由露天开采转为了地下开采,竖井的建设也在快速增长。但是竖井挖掘装置并没有随着竖井建设工程的增长而改进,现有技术中的竖井挖掘装置依然比较落后。目前的竖井一般都是人工自上而下掘进,当够一定深度以后,再由下向上砌壁,掘进和砌壁交替进行,有时在砌壁之前还需要向井壁上喷浆,工序众多,施工繁琐,并且效率极低,另外,人工进行竖井的建设,一旦发生意外,容易造成人员的伤亡。
发明内容
本发明的目的是提供一种竖井TBM装置,以解决现有技术中的竖井建设效率低的问题。
为了实现以上目的,本发明采用如下技术方案:一种竖井TBM装置,包括主梁,主梁的前部设置有刀盘驱动系统,刀盘驱动系统的转动输出端固定设置有伸向前端的连接筒体,连接筒体的前端固定有刀盘,连接筒体通过主轴承转动支撑在盾体上,刀盘为空腔式半椭球型结构,刀盘的空腔中设有搅拌装置,刀盘的外表面上布设有刀具,刀盘上留有进料口,主梁中安装有泥浆输入管道和排渣管道,泥浆输入管道的前端一直延伸至刀盘的前端面,刀盘的后端部设置有与刀盘的空腔连通的排渣管道,排渣管道的后端通过主梁伸出,主梁的两侧均设置有推进系统,推进系统包括推进油缸,推进油缸的一端铰接在主梁上,推进油缸的另一端向后延伸并铰接有撑靴,两撑靴之间设置有用于将两撑靴压紧在竖井壁上的伸缩油缸。
所述的刀具在刀盘上沿着由前端向后的螺旋线布设。
所述的搅拌装置包括搅拌轴和搅拌叶片。搅拌轴为具有内孔的空心轴,搅拌轴由电机驱动。
所述的推进油缸的一端作用在主梁上,另一端与撑靴连接。
所述的伸缩油缸为双作用油缸,具有两个活塞杆,两撑靴分别与伸缩油缸的两个活塞杆的端头固定,所述推进油缸的活塞杆与主梁铰接,推进油缸的缸体与撑靴铰接。
所述的刀盘驱动系统为液压驱动系统或电机驱动系统。
所述的推进油缸与伸缩油缸均为液压推进缸。
本发明采用刀盘对竖井进行开挖,开挖速度快,并且本发明还具有独立的进泥浆系统和排渣系统,进泥浆系统的泥浆输送管道一直伸出刀盘的前端面,在泥浆泵的作用下,高压的泥浆会由泥浆输送管道的出口流入刀盘与岩石之间的缝隙,刀盘切削下来的渣土在泥浆的带动下进入刀盘的空腔内,刀盘空腔内的搅拌装置将泥浆与渣土混合均匀。然后,然后在排渣泵的作用下将其通过排渣管道排出。突破性地解决了传统竖井施工排渣效率低的问题。竖井设备边掘边排,所需泥浆数量少,可以使得竖井一次成型,大大提高了施工速度,所以竖井建设速度很高。同时,在高压泥浆流过刀具的表面时还会将粘结在刀具上的细微屑带走,不仅能完成可靠的排渣工作,还能将刀具上粘接的难以清除的细微屑清除掉,防止细屑在刀具与岩石之间反复研磨,能延长刀具的寿命。并且,由于渣屑排除的非常彻底,刀具的开挖效率很高。
本发明的刀盘空腔内设置搅拌装置,使渣土与泥浆混合均匀,提高了排渣的效率。
本发明的刀盘为椭圆形刀盘,刀盘受力更加合理,并且椭圆形刀盘还增大了安装刀具的面积和刀盘的开口率。
本发明的刀盘上的刀具是沿螺旋线布置的,在切割岩体的同时又起到收渣的作用。
附图说明
图1是本发明实施例的整体结构示意图;
图2是图1的左视图;
图3是图1的剖视图。
具体实施方式
一种竖井TBM装置的实施例,在图1、图2以及图3中,在其主梁1的前部设置有刀盘驱动系统3,这里的刀盘驱动系统3是齿轮驱动系统,具有一个由驱动马达驱动的驱动齿轮,驱动马达固定在主梁1上,通过主轴承与连接筒体4的后部固定在一起。这样,驱动马达可以通过主轴承驱动连接筒体4转动。在连接筒体4的前端部设置有刀盘5,这里的刀盘5为半个椭球状,并且刀盘5的前端部为椭球的较尖的端头。刀盘5的内部具有封闭的空腔,并在刀盘空腔的后端设置有封板,这样就可以使得刀盘5具有封闭的空腔。在刀盘5的外表面上布设有刀具,各个刀具在刀盘上沿着由前端向后的螺旋线布设。在刀盘5上还布设有进渣口6,各个进渣口6均将刀盘的空腔与外界相连。在主梁1中具有泥浆输送管道7,泥浆输送管道7的两端均穿出主梁1,并且泥浆输送管道7的前端一直向前延伸至刀盘5的前端面,刀盘5的后端部设置有排渣管道8,排渣管道8通过封板上开设的孔与刀盘的空腔连通。排渣管道8由主梁的后端伸出,在泥浆输送管道7上端设置有泥浆泵9,泥浆泵9向前端加压。在排渣管道8上端设置有排渣泵10,排渣泵10向后端加压。在主梁1的两侧分别设置有推进油缸11,推进油缸11的活塞杆与主梁1铰接,推进油缸11的活塞杆与主梁1铰接点处在刀盘驱动系统的后方,推进油缸11伸向主梁1的后方,在主梁1的后部具有两个半圆状的撑靴16,两撑靴16合成环状,主梁1由两撑靴16合成的中间孔中穿过,两个撑靴16之间设置有一个伸缩油缸2,伸缩油缸2具有两根活塞杆,两根活塞杆项两端延伸可以同时伸出,并可以同时缩回,两个撑靴16分别与两根活塞杆的端头固定,这样伸缩油缸可以使得两个撑靴分开,也可以使得两者合拢。主梁1与伸缩油缸2滑动配合,两者之间具有滑轨15。在主梁1的两侧具有推进油缸11,各个推进油缸11的活塞杆与主梁1铰接,处于主梁1一侧的各个推进油缸11的缸体与一个撑靴铰接,处于主梁1另一侧的各个推进油缸11的缸体与另一个撑靴16铰接。
在刀盘5的空腔中具有搅拌装置,搅拌装置的搅拌轴12为具有内孔的空心轴,搅拌轴12通过其内孔转动设置在泥浆输送管道7上,搅拌轴12的后端部固定有从动齿轮,在连接筒体4内设置有液压马达13,液压马达13的输出轴穿过刀盘的封板,并在穿过刀盘的封板的部分上设置有主动齿轮,主动齿轮与从动齿轮啮合传递。在搅拌轴12上设置有搅拌叶片14。
本实施例中给出了一种具体的搅拌装置,也可以在泥浆输送管道外周的部分内设置有多个搅拌装置,只是搅拌装置的叶片较小,不会与泥浆输送管道发生干涉。
本实施例中的刀盘驱动系统为一种具体的驱动系统,驱动系统中各个部件的设置方式有很多具体的方式,这对本领域的技术人员来说都是常见的技术,在此不再一一列举。
在使用时,刀盘在驱动系统和推进系统的作用下切割岩体。伸缩油缸的活塞伸出,两撑靴会支撑在竖井的井壁上,伸缩油缸提供的推压力会使得竖井的井壁为撑靴提供很大的摩擦力,使得撑靴的位置不会改变,从而为刀盘提供反力。这时,与撑靴铰接的推进油缸伸长,推动主大梁和刀盘向下延伸。同时刀盘在驱动系统的驱动下持续旋转切割岩石。刀盘切削下来的渣土进入腔室与泥浆混合均匀后由排渣管道排出,实现了掘进与出渣同步。当推进缸的活塞杆完全伸出以后,伸缩油缸的活塞杆会缩回,撑靴离开竖井壁,这时推进油缸的活塞杆会缩回,带动撑靴一起向前移动。在推进油缸的活塞杆完全缩回后,伸缩油缸的活塞杆会伸长,撑靴再次顶压在竖井的井壁上,刀盘继续工作,以致完成整个竖井的施工。
Claims (7)
1.一种竖井TBM装置,其特征在于:包括主梁,主梁的前部设置有刀盘驱动系统,刀盘驱动系统的转动输出端固定设置有伸向前端的连接筒体,连接筒体的前端固定有刀盘,连接筒体通过主轴承转动支撑在盾体上,刀盘为空腔式半椭球型结构,刀盘的空腔中设有搅拌装置,刀盘的外表面上布设有刀具,刀盘上留有进料口,主梁中安装有泥浆输入管道和排渣管道,泥浆输入管道的前端一直延伸至刀盘的前端面,刀盘的后端部设置有与刀盘的空腔连通的排渣管道,排渣管道的后端通过主梁伸出,主梁的两侧均设置有推进系统,推进系统包括推进油缸,推进油缸的一端铰接在主梁上,推进油缸的另一端向后延伸并铰接有撑靴,两撑靴之间设置有用于将两撑靴压紧在竖井壁上的伸缩油缸。
2.根据权利要求1所述的竖井TBM装置,其特征在于:所述的刀具在刀盘上沿着由前端向后的螺旋线布设。
3.根据权利要求1或2所述的竖井TBM装置,其特征在于:所述的搅拌装置包括搅拌轴和搅拌叶片,搅拌轴为具有内孔的空心轴,搅拌轴由电机驱动。
4.根据权利要求3所述的竖井TBM装置,其特征在于:所述的推进油缸的一端作用在主梁上,另一端与撑靴连接。
5.根据权利要求4所述的竖井TBM装置,其特征在于:所述的伸缩油缸为双作用油缸,具有两个活塞杆,两撑靴分别与伸缩油缸的两个活塞杆的端头固定,所述推进油缸的活塞杆与主梁铰接,推进油缸的缸体与撑靴铰接。
6.根据权利要求5所述的竖井TBM装置,其特征在于:所述的刀盘驱动系统为液压驱动系统或电机驱动系统。
7.根据权利要求6所述的竖井TBM装置,其特征在于:所述的推进油缸与伸缩油缸均为液压推进缸。
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