CN110318763A - 多平台台车式斜井扩挖方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是在斜井顶部布置施工平台构成与平洞或地面交汇的缓冲区，在平洞或地面区域布置卷扬机；沿斜井掘进端的斜井断面中下部先打溜渣井；沿斜井基面铺设轻轨，利用轻轨和卷扬机设置扩挖台车；扩挖台车具有三层水平设置在工作台，工作台有扩挖钻爆施工平台和支护平台；通过扩挖台车水平作业台使钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线的范围。使斜井爆破钻孔施工人员全部在扩挖台车平台上施工，有利于施工人员钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线范围内，能使斜井扩挖爆破2/3以上渣料直接进入溜渣井，大大减少人工扒渣量，提高工作效率，进出顺畅，并提供安全保障。
Description
技术领域
本发明涉及斜井施工技术领域，特别是一种从上而下倾斜掘进工程中应用的多平台台车式斜井扩挖方法。
背景技术
斜井开挖是一种应用于水电站通风井、出线井、排水井、压力管道、运输 (交通)井以及为隧洞等施工的斜支洞，一般均采用钻孔爆破法施工，有全断面开挖和反导井扩挖两种方式。其中，全断面开挖是自上而下独头掘进，用风钻或凿岩台车分段钻孔分段爆破，斜井口设转车场、提升设施和风、水、照明管线等，采用声光通信联络，井内间隔一定距离设避炮洞，井侧有人行台阶和栏杆，工作面有防水和排水措施，爆破后的石渣用人力或耙斗装岩机装渣至箕斗，经卷扬机提升，通过井架转人斗车或梭式矿车出渣。而对于很多斜井场合一般的凿岩台车是无法使用的，如以专利公开号CN109707309A为代表的型车，其包括底盘总成，底盘总成构造成能够支撑其他组件并能够行走，以及设置在底盘总成上的四组臂架，臂架上设置有凿岩机，并且臂架构造成能够带动凿岩机完成举升、伸缩及偏转，并推动凿岩机进行凿岩。特别是倾斜度较大的工程，在利用卷扬机为主要运装备的条件下，现有的台车都无法改善斜井扩挖过程中操作人员的水平角度钻孔现状，不仅掘进效率低，而且人工扒渣量大，劳动强度高。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种多平台台车式斜井扩挖方法，它具有符合人体工作特点的工作台，轻松实现钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线部位，大幅度减少扒渣量等特点。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是在斜井顶部布置施工平台构成与平洞或地面交汇的缓冲区，在平洞或地面区域布置矿用绞车或卷扬机；沿斜井掘进端的斜井断面中下部先打溜渣井；沿斜井基面铺设轻轨，利用轻轨和矿用绞车或卷扬机设置扩挖台车；所述扩挖台车具有三层水平设置的工作台，工作台上、中两层为扩挖钻爆施工平台，工作台中的下层为支护平台；通过扩挖台车水平作业台使钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线的范围。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，在所述扩挖台车中，扩挖钻爆施工平台上设有钻爆施工工器具分类区。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，所述工作台中下层的支护平台设有斜井锚杆施工、喷混凝土施工的机具配置。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，所述扩挖台车三层工作台相邻两层之间的距离≥1.9米。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，所述支护平台具有部分扩挖钻爆作业操作区。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，所述扩挖台车侧向竖截面为倒置三角形或倒置梯形结构；上层扩挖台车工作台俯视面为椭圆面局部或近似椭圆的多边形结构局部。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，所述扩挖台车具有工作台水平调整结构。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，在斜井中，位于扩挖台车朝斜井顶方向设有独立控制的载人台车，矿用绞车或卷扬机包括载人车台卷扬机和扩挖车台卷扬机，载人车台卷扬机和扩挖车台卷扬机均布置在斜井顶部平洞或地面交汇的缓冲区。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，所述施工平台包括转角多功能护架，轻轨的上端与转角多功能护架连接，转角多功能护架中设有与扩挖台车工作台对接的水平缓冲带。
前述的多平台台车式斜井扩挖方法中，作为优选，所述在所述施工平台处布置有钢绳导向轮、钢绳换向轮组以及安全爬梯。
本技术方案在地面、导井等斜井顶部先行布置施工平台，通过钢筋混凝土基础安装矿用绞车或卷扬机等动力装置；在施工平台与斜口交叉点设计一种转角多功能护架，它具有连接固定轻轨、衔接扩挖台车、载人台车等各种支撑、动态作业设备的水平状工作台面，方便操作人员及各种临时装备的入场和离场。本方案特别设计了扩挖台车，其工作台具有斜井挖掘所需要的、符合人员操作的平台配置，包括上、中两层的扩挖钻爆施工平台，标有钻爆施工工器具分类区，只放置钻爆施工所必用的工具装备，其它材料及设施不予存放；下层为支护平台，主要用于斜井锚杆施工和喷混凝土施工，同时兼顾扩挖部分钻爆工作，平台上放置与锚喷支护相关的机具(如混凝土喷射机、手风钻等)，并根据要求设置必要的护栏。扩挖台车的应用，完全可以通过台车水平作业台使钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线的范围，施工时，先在掘进点斜井断面中下部掘成溜渣井备用，由于钻孔角度易控，使得在爆破时渣料会直接落入溜渣井，避免渣料沿无规则钎孔爆破后造成的无序溅洒，从而减小扒渣作业量。
本方法采用矿用绞车或卷扬机、钢丝绳、轻轨来驱动扩挖台车作业，扩挖台车行走至指定位置后，采用钢丝绳与系统锚杆锁定，随后开始钻爆或支护作业。根据斜井倾斜角度，可随时机动调整扩挖台车三层工作台的水平状态，且三层工作台之间的垂直高度空间可按实际操作人员的身高进行订制，提供一种满足每一位操作人员身体的作业空间。
由于斜井截面的特殊性，扩挖台车上、中两层的扩挖钻爆施工平台也存在局部隧道点位无法直接作业现象，所以本扩挖台车在施工平台上设有可折叠式扩展平台，对部分区域进行扩展作业的扩挖钻爆操作区，能达到轻松控制斜井全方位钻爆目的。
进一步，在满足扩挖台车水平作业面的前提下，既要充分利用已通隧道空间，又能提供较大的工人操作平台，且保证扩挖台车自身结构强度，符合斜井水平截面变化要求，本方案扩挖台车侧向竖截面为倒置三角形或倒置梯形，台车上层工作台俯视面为椭圆面局部或近似椭圆的多边形。不仅如此，本扩挖台车可以按具体工况，由工作台水平调整机构对工作台水平面进行调节，满足不同倾角的斜井钻爆。
配合本方案扩挖台车，在斜井中扩挖台车后部配置载人台车，随时方便操作人员进出，载人台车和扩挖台车分别控制，两组矿用绞车或卷扬机都布置在斜井顶部平洞或地面交汇的缓冲区，并由设置在施工平台部位的钢绳导向轮、换向轮组等来约束钢丝绳的工作点位。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：扩挖台车的设计，使斜井爆破钻孔施工人员全部在扩挖台车平台上施工，有利于施工人员钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线范围内，能使斜井扩挖爆破2/3以上渣料直接进入溜渣井，大大减少人工扒渣量，提高工作效率，进出顺畅，并提供安全保障。
附图说明
图1是本发明的一种工艺结构示意图。
图2是图1俯视图。
图3是图1的M处局部放大结构示意图。
图4是图1的N处局部放大结构示意图。
图5是本发明的一种扩挖台车主视结构示意图。
图6是本发明的一种钻爆施工上平台俯视图。
图7是本发明的一种载人台车结构示意图。
图8是本发明的一种上斜井典型断面扩挖爆破孔及溜渣井布置示意图。
图中：1.导井混凝土基础，2.载人车台卷扬机，3.扩挖车台卷扬机，4.照明灯，5.载人车钢丝绳，6.扩挖车钢丝绳，7.摄像头，8.轻轨，9.载人台车，10.扩挖台车，1001.钻爆施工上平台，1002.钻爆施工下平台，1003.支护平台，11.钢绳导向轮，12.安全爬梯，13.转角多功能护架，14.钢绳换向轮组，15.施工平台，16.溜渣井。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
参见图1、图2，本实施例一种多平台台车式斜井扩挖方法，水平布置的平洞作为施工通道，采用反井钻机提前钻设完成斜井导井作为溜渣井，在斜井顶部和平洞拐点部位布置施工平台构成一个缓冲区，在平洞区域布置卷扬机，卷扬机共四台，两台一组，分别作为载人车台卷扬机2和扩挖车台卷扬机3，载人车台卷扬机2和扩挖车台卷扬机3都布置在坑道(平洞)两侧部，由导井混凝土基础1进行定位，这样载人台车9和扩挖台车10均可独立控制。在平洞、斜井作业区按常规安装照明灯4及摄像头等。
施工平台15部位设有转角多功能护架13，转角多功能护架13通过钢筋混凝土固定在地基上，转角多功能护架13采用一种钢结构形式，轻轨8的上端与其连接，在转角多功能护架13中向斜井下方连接安全爬梯12，并设有与扩挖台车10工作台对接的水平缓冲带。在施工平台15部位利用转角多功能护架13可布置钢绳导向轮11、钢绳换向轮组14，如图3、图4所示，载人车钢丝绳5、扩挖车钢丝绳6均可能通过这些钢绳换向轮组14进行换向，即从平洞导井两侧集约到中部以便和扩挖台车10或载人台车9连接，本实施例每辆台车均采用双驱动、双钢丝绳同步牵引，以保证台车的稳定性。
轻轨8沿斜井基面铺设，两条轻轨8中间距离为3.6米，因斜井现场环境都比较差，轻轨8采用14B型槽钢替代，并随开挖进尺及时铺设。
利用轻轨8和卷扬机支撑扩挖台车10，扩挖台车10具有三层水平设置在工作台，如图5、图6所示，三层工作台层与层之间的垂直高度距离为1.9米，即每层间有1.9米的内空，扩挖台车行走方向宽度为3.75m，长度为7.85m，在斜井中就位后台车垂直高度约为6.1m。
扩挖台车10三层工作台上、中两层为扩挖钻爆施工平台，即钻爆施工上平台1001和钻爆施工下平台1002，扩挖钻爆施工平台上设有钻爆施工工器具分类区，只放置钻爆施工所必用的工器具，其它材料及设施不予存放。工作台中的下层为支护平台1003，支护平台1003设有斜井锚杆施工、喷混凝土施工等机具配置，如混凝土喷射机、手风钻等等，还具有部分扩挖钻爆作业操作区，对局部上平台操作不到的小范围进行补充钻爆。支护平台1003周围可根据现场情况设置必要的护栏。三层工作台沿轨道一侧底面上设有安全通梯，以便层与层之间的通行。扩挖台车10侧向竖截面为倒置三角形结构，扩挖台车10顶部工作台面为椭圆面局部，即朝轻轨8一侧成直线边。
另外，为满足不同角度斜井作业，保持扩挖台车10三层水平工作台，在扩挖台车10上设置工作台水平调整机构，如每层平台朝轻轨一端采用铰接方式，另一端布置两点位螺杆高度调节机构，并配置枕木，由于挖掘环境恶劣，这种调整机构采用纯手工机械调整装置。
载人台车9设置在扩挖台车10的后面，单独控制，载人台车9侧向竖截面为直角三角形结构，如图7所示，站台上设有护栏和栅门，载人台车9和扩挖台车10相连时，操作人员打开栅门并通过步行梯进入扩挖台车10工作台。
工作时，先沿斜井掘进端的斜井断面中下部打出溜渣井16，如图8的示，钻爆工作人员通过扩挖台车10不同高度水平作业台上作业，使钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线的范围内，爆破时绝大部分渣料会直接进入溜渣井，从而减少现场人工扒渣工作量。
上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，如扩挖台车10侧向竖截面为倒置梯形结构，扩挖台车10顶部工作台面成近似椭圆的多边形结构且对轻轨8一侧进行弦切获得的局部，等等，任何对本发明的简单变换后的结构等均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是在斜井顶部布置施工平台(15)构成与平洞或地面交汇的缓冲区，在平洞或地面区域布置矿用绞车或卷扬机；沿斜井掘进端的斜井断面中下部先打溜渣井(16)；沿斜井基面铺设轻轨(8)，利用轻轨和矿用绞车或卷扬机设置扩挖台车(10)；所述扩挖台车具有三层水平设置的工作台，工作台上、中两层为扩挖钻爆施工平台，工作台中的下层为支护平台(1003)；通过扩挖台车水平作业台使钻孔角度控制在垂直于斜井洞轴线的范围。
2.根据权利要求1所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，在所述扩挖台车(10)中，扩挖钻爆施工平台上设有钻爆施工工器具分类区。
3.根据权利要求1所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，所述工作台中下层的支护平台(1003)设有斜井锚杆施工、喷混凝土施工的机具配置。
4.根据权利要求1所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征在于，所述扩挖台车(10)三层工作台相邻两层之间的距离≥1.9米。
5.根据权利要求1或3所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，所述支护平台具有部分扩挖钻爆作业操作区。
6.根据权利要求1所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，所述扩挖台车(10)侧向竖截面为倒置三角形或倒置梯形结构；上层扩挖台车工作台俯视面为椭圆面局部或近似椭圆的多边形结构局部。
7.根据权利要求1所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，所述扩挖台车(10)具有工作台水平调整结构。
8.根据权利要求1所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，在斜井中，位于扩挖台车(10)朝斜井顶方向设有独立控制的载人台车(9)，矿用绞车或卷扬机包括载人车台卷扬机(2)和扩挖车台卷扬机(3)，载人车台卷扬机和扩挖车台卷扬机均布置在斜井顶部平洞或地面交汇的缓冲区。
9.根据权利要求1或8所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，所述施工平台(15)包括转角多功能护架(13)，轻轨(8)的上端与转角多功能护架连接，转角多功能护架中设有与扩挖台车(10)工作台对接的水平缓冲带。
10.根据权利要求1或8或9所述的多平台台车式斜井扩挖方法，其特征是，所述在所述施工平台(15)处布置有钢绳导向轮(11)、钢绳换向轮组(14)以及安全爬梯(12)。
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