CN110761796A - 深斜井扩挖支护装置及施工方法 - Google Patents

Abstract

一种深斜井扩挖支护装置及施工方法，型钢框架上设有多层钢平台，底部的钢平台上设有挖掘手，挖掘手上设有操作台，顶部的钢平台上设有提升架，提升架通过钢丝绳与提升绞车连接，所述型钢框架下部设有钢轮，钢轮下方设有轨道，所述轨道设在深斜井内部，通过提升绞车使型钢框架在深斜井内部移动，并通过挖掘手扒渣。可通过单人电控液压挖掘手快速、安全完成爆破扒渣，降低人工劳动强度及施工安全风险，改善施工环境。利用装置的三层钢平台，人工可快速完成锚喷支护，且人员及物资材料进行安全可靠运输。本装置制作工艺简单、使用安全、经济实用，无需购置费用高昂的专用机械设备，具有较高的推广价值。

Description

深斜井扩挖支护装置及施工方法

技术领域

本发明涉及深斜井施工领域，尤其是涉及一种深斜井扩挖支护装置及施工方法。

背景技术

水利水电工程及矿山工程斜井施工中，通常采用卷扬机提升简易小车，运送作业人员及物资材料下井进行钻孔爆破，搭设操作脚手架进行井壁锚喷支护。目前一般爆破后采用人工向溜渣井内扒渣，施工安全风险高、环境恶劣且劳动强度大。每循环进尺重复搭设操作脚手架，锚喷支护工序持续时间长，影响井壁围岩稳定与安全；随着斜井深度的递增，上下人员通行及物资材料运输难度大，增加施工投入。

中国专利CN 110318763 A“多平台台车式斜井扩挖方法” 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，但是该方法还是采用人工扒渣，上下人员通行及物资材料运输难度大，增加施工投入。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种深斜井扩挖支护装置及施工方法，解决人工向溜渣井内扒渣，施工安全风险高、环境恶劣且劳动强度大的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是： 一种深斜井扩挖支护装置，包括型钢框架，型钢框架上设有多层钢平台，底部的钢平台上设有挖掘手，挖掘手上设有操作台，顶部的钢平台上设有提升架，提升架通过钢丝绳与提升绞车连接，所述型钢框架下部设有钢轮，钢轮下方设有轨道；

所述轨道设在深斜井内部，通过提升绞车使型钢框架在深斜井内部移动，并通过挖掘手扒渣。

优选方案中，所述底部的钢平台下表面设有多个第二高压水喷头。

优选方案中，第二高压水喷头一侧设有监控头，所述监控头为无线全景式监控头。

优选方案中，所述挖掘手包括旋转轴，旋转轴上设有多节机械臂，多节机械臂铰接，多节机械臂端部与挖掘斗铰接，所述多节机械臂之间设有液压缸；

液压缸驱动机械臂转动。

优选方案中，所述挖掘手上设有多个第一高压水喷头，所述

优选方案中，所述顶部的钢平台上设有急停按钮；

所述多层钢平台外部设有护栏；

所述底层钢平台上设有小型卷扬提升器。

优选方案中，所述提升架包括连接杆和平衡梁，连接杆一端与型钢框架连接，另一端与平衡梁中部通过铰轴铰接，所述平衡梁两端与钢丝绳连接。

优选方案中，所述型钢框架一侧设有钢踏步梯，钢踏步梯上设有多个加强支撑杆；

所述钢轮一侧设抗倾限位架。

优选方案中，所述钢轮上设有停车触碰开关，所述轨道上设有限位杆；

所述停车触碰开关的摆臂触碰到限位杆使提升绞车停车；

所述轨道端部设有车挡。

该方法包括：

S1、人工控制提升绞车，通过钢丝绳牵引平衡梁联动型钢框架；

S2、将物资材料放置在钢平台上，由钢轮在型钢轨道移动至指定工作位置；

S3、工作业人员通过型钢框架侧面布置的钢踏步梯，通行于多层钢平台，利用钢平台可人工快速完成对岩壁的锚喷支护作业；

S4、掌子面进行钻孔爆破前，控制人员在操作台通过控制底层钢平台的小型卷扬提升器进行溜渣井井口盖板封闭；

S5、钻爆施工后控制人员在操作台控制挖掘手旋转扒渣；

S6、通过第一高压水喷头和第二高压水喷头喷射高压水减少扒渣作业的扬尘。

本发明提供了一种深斜井扩挖支护装置及施工方法，通过液压机械臂、油缸行程、旋转轴承及高压水喷头配合作用，可通过单人电控液压机械臂快速、安全完成爆破扒渣，降低人工劳动强度及施工安全风险，改善施工环境。利用装置的三层钢平台，人工可快速完成锚喷支护，且人员及物资材料进行安全可靠运输。本装置使用安全、经济实用，无需购置费用高昂的专用机械设备，具有较高的推广价值，能够大大降低人工扒渣劳动强度及施工安全风险、改善施工环境，加快锚喷支护施工速度，克服上下人员通行及物资材料运输难题，可以适应大深度斜井复杂施工变化。实用性强，适于推广使用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1是本发明总体施工结构图；

图2是本发明俯视结构图；

图3是本发明型钢框架上的钢平台总体结构图；

图4是本发明挖掘手结构图；

图5是本发明提升架结构图；

图6是本发明图5A-A方向剖视结构图；

图7是本发明轨道与抗倾限位架位置结构图；

图8是本发明停车触碰开关位置结构图；

图中：提升绞车1；支撑滑轮2；钢丝绳3；轨道4；钢轮5；钢平台6；型钢框架7；挖掘手8；旋转轴801；机械臂802；液压缸803；第一高压水喷头804；挖掘斗805；钢踏步梯9；车挡10；提升架11；连接杆1101；平衡梁1102；铰轴1103；操作台12；第二高压水喷头13；抗倾限位架14；加强支撑杆15；监控头16；停车触碰开关17；限位杆1701；小型卷扬提升器18；急停按钮19。

具体实施方式

实施例1

如图1~8所示，一种深斜井扩挖支护装置，包括型钢框架7，型钢框架7上设有多层钢平台6，底部的钢平台6上设有挖掘手8，挖掘手8上设有操作台12，顶部的钢平台6上设有提升架11，提升架11通过钢丝绳3与提升绞车1连接，所述型钢框架7下部设有钢轮5，钢轮5下方设有轨道4，所述轨道4设在深斜井内部，通过提升绞车1使型钢框架7在深斜井内部移动，并通过挖掘手8扒渣。由此结构，利用提升绞车1控制型钢框架7的运作，再利用挖掘手8进行扒渣，挖掘手8与挖掘机的手臂相同，降低人工劳动强度及施工安全风险，改善施工环境。

优选方案中，所述底部的钢平台6下表面设有多个第二高压水喷头13。由此结构，喷射高压水可减少扒渣作业的扬尘，同时降低石渣之间的摩擦力以提高液压挖掘手8扒渣效率。

优选方案中，第二高压水喷头13一侧设有监控头16，所述监控头16为无线全景式监控头。由此结构，监控头16可以观察底部的钢平台6下发一些死角位置，无线全景式监控头也更方便观察施工位置，防止出现坍塌和凹陷。

优选方案中，所述挖掘手8包括旋转轴801，旋转轴801上设有多节机械臂802，多节机械臂802铰接，多节机械臂802端部与挖掘斗805铰接，所述多节机械臂802之间设有液压缸803，液压缸803驱动机械臂802转动。由此结构，挖掘手8与挖掘机的手臂相同，降低人工劳动强度及施工安全风险，改善施工环境。

优选方案中，所述挖掘手8上设有多个第一高压水喷头804，随着挖掘手8的移动而移动，能够在更好的降低扒渣作业的扬尘，也可以起到清洗挖掘斗805的作用，能够移动降尘。

优选方案中，所述顶部的钢平台6上设有急停按钮19。由此结构，急停按钮19防止意外发生，急停按钮19的位置也方便第一时间反应，因为顶部的钢平台6更好的观察范围。

所述多层钢平台6外部设有护栏。由此结构，护栏用于保护工作人员。

所述底层钢平台6上设有小型卷扬提升器18。由此结构，小型卷扬提升器18用于进行溜渣井井口盖板封闭。

优选方案中，所述提升架11包括连接杆1101和平衡梁1102，连接杆1101一端与型钢框架7连接，另一端与平衡梁1102中部通过铰轴1103铰接，所述平衡梁1102两端与钢丝绳3连接。由此结构，在型钢框架7移动的过程中会出现偏差或者倾斜，平衡梁1102可以与钢丝绳3竖直连接。

优选方案中，所述型钢框架7一侧设有钢踏步梯9，钢踏步梯9上设有多个加强支撑杆15。由此结构，钢踏步梯9方便工作人员走动，加强支撑杆15使钢踏步梯9更加牢靠。

所述钢轮5一侧设抗倾限位架14。由此结构，抗倾限位架14防止型钢框架7出现侧偏。

优选方案中，所述钢轮5上设有停车触碰开关17，所述轨道4上设有限位杆1701，所述停车触碰开关17的摆臂触碰到限位杆1701使提升绞车1停车。由此结构，限位杆1701是隔一段距离进行安装，防止型钢框架7位移距离超出轨道4而造成事故。

所述轨道4端部设有车挡10。由此结构，起到限位作用，与上述方案结合使用更加方便。

实施例2

结合实施例1进一步说明，如图1~8所示，人工控制提升绞车1，通过钢丝绳3牵引平衡梁1102联动型钢框架7。

将物资材料放置在钢平台6上，由钢轮5在型钢轨道4移动至指定工作位置。

工作业人员通过型钢框架7侧面布置的钢踏步梯9，通行于多层钢平台6，利用钢平台6可人工快速完成对岩壁的锚喷支护作业。

掌子面进行钻孔爆破前，控制人员在操作台12通过控制底层钢平台6的小型卷扬提升器18进行溜渣井井口盖板封闭。

钻爆施工后控制人员在操作台12控制挖掘手8旋转扒渣。

通过第一高压水喷头804和第二高压水喷头13喷射高压水减少扒渣作业的扬尘。也能同时降低石渣之间的摩擦力以提高液压挖掘手8扒渣效率。

上述的实施例仅为本发明的优选技术方案，而不应视为对于本发明的限制，本发明的保护范围应以权利要求记载的技术方案，包括权利要求记载的技术方案中技术特征的等同替换方案为保护范围。即在此范围内的等同替换改进，也在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：包括型钢框架（7），型钢框架（7）上设有多层钢平台（6），底部的钢平台（6）上设有挖掘手（8），挖掘手（8）上设有操作台（12），顶部的钢平台（6）上设有提升架（11），提升架（11）通过钢丝绳（3）与提升绞车（1）连接，所述型钢框架（7）下部设有钢轮（5），钢轮（5）下方设有轨道（4）；

所述轨道（4）设在深斜井内部，通过提升绞车（1）使型钢框架（7）在深斜井内部移动，并通过挖掘手（8）扒渣。

2.根据权利要求1所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：所述底部的钢平台（6）下表面设有多个第二高压水喷头（13）。

3.根据权利要求1所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：第二高压水喷头（13）一侧设有监控头（16），所述监控头（16）为无线全景式监控头。

4.根据权利要求1所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：所述挖掘手（8）包括旋转轴（801），旋转轴（801）上设有多节机械臂（802），多节机械臂（802）铰接，多节机械臂（802）端部与挖掘斗（805）铰接，所述多节机械臂（802）之间设有液压缸（803）；

液压缸（803）驱动机械臂（802）转动。

5.根据权利要求4所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：所述挖掘手（8）上设有多个第一高压水喷头（804）。

6.根据权利要求1所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：所述顶部的钢平台（6）上设有急停按钮（19）；

所述多层钢平台（6）外部设有护栏；

所述底层钢平台（6）上设有小型卷扬提升器（18）。

7.根据权利要求1所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：所述提升架（11）包括连接杆（1101）和平衡梁（1102），连接杆（1101）一端与型钢框架（7）连接，另一端与平衡梁（1102）中部通过铰轴（1103）铰接，所述平衡梁（1102）两端与钢丝绳（3）连接。

8.根据权利要求1所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：所述型钢框架（7）一侧设有钢踏步梯（9），钢踏步梯（9）上设有多个加强支撑杆（15）；

所述钢轮（5）一侧设抗倾限位架（14）。

9.根据权利要求1所述一种深斜井扩挖支护装置，其特征是：所述钢轮（5）上设有停车触碰开关（17），所述轨道（4）上设有限位杆（1701）；

所述停车触碰开关（17）的摆臂触碰到限位杆（1701）使提升绞车（1）停车；

所述轨道（4）端部设有车挡（10）。

10.根据权利要求1~9任一项所述一种深斜井扩挖支护装置的施工方法，该方法包括：

S1、人工控制提升绞车（1），通过钢丝绳（3）牵引平衡梁（1102）联动型钢框架（7）；

S2、将物资材料放置在钢平台（6）上，由钢轮（5）在型钢轨道（4）移动至指定工作位置；

S3、工作业人员通过型钢框架（7）侧面布置的钢踏步梯（9），通行于多层钢平台（6），利用钢平台（6）可人工快速完成对岩壁的锚喷支护作业；

S4、掌子面进行钻孔爆破前，控制人员在操作台（12）通过控制底层钢平台（6）的小型卷扬提升器（18）进行溜渣井井口盖板封闭；

S5、钻爆施工后控制人员在操作台（12）控制挖掘手（8）旋转扒渣；

S6、通过第一高压水喷头（804）和第二高压水喷头（13）喷射高压水减少扒渣作业的扬尘。

Images