CN117127980A - 掘进机 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种掘进机，涉及掘进机技术领域。该掘进机包括主机件和支撑件，主机件包括刀盘件、集渣件和主体件。沿刀盘件的轴向，主体件、集渣件和支撑件设置于刀盘件的同一侧。在掘进机工作时，主体件、刀盘件以及支撑件的部分设置于竖井的内部，主体件用于驱动刀盘件沿刀盘件的轴向移动、并用于驱动刀盘件绕平行于刀盘件的轴向的转动轴线转动，支撑件用于在刀盘件的轴向上支撑主体件和刀盘件，集渣件用于收集渣土并将渣土传递至主体件的排渣通道的内部。本申请提供的掘进机不仅可以缩短竖井的施工成本和施工周期，而且还可以无需在地表建造任何辅助措施的情况下自下而上完成竖井施工从而提升工程的安全性、隐蔽性。

Description

掘进机

技术领域

本申请涉及竖井施工设备技术领域，尤其涉及一种掘进机。

背景技术

目前，可通过反井施工方法建造竖井。其中，在反井施工前，必须先在竖井的上平洞内或地表建设辅助设备，再采用反钻机从上而下正向钻设连通下平洞的导孔，使得辅助设备通过导孔与安装于下平洞内的反井钻头传动连接，最后通过反井钻头反拉扩孔，完成竖井施工。然而，在地表或竖井的上平洞内建造辅助设备，增加了竖井的施工时间和施工成本。因此，如何降低竖井的施工时间和施工成本成为一个亟待解决的问题。

发明内容

本申请提供一种掘进机，可以无需先完成导孔再进行反拉，可从下而上一次性地完成竖井施工，从而降低了竖井的施工成本和施工周期。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

第一方面，本申请提供一种掘进机，其包括主机件和支撑件，所述主机件包括刀盘件、集渣件和主体件；沿所述刀盘件的轴向，所述主体件、所述集渣件和所述支撑件设置于所述刀盘件的同一侧，所述集渣件设置于所述刀盘件和所述主体件之间，所述主体件设置于所述集渣件和所述支撑件之间；在所述掘进机工作时，所述主体件、所述刀盘件以及所述支撑件的部分设置于竖井的内部，所述主体件用于驱动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动、并用于驱动所述刀盘件绕平行于所述刀盘件的轴向的转动轴线转动，所述支撑件用于在所述刀盘件的轴向上支撑所述主体件和所述刀盘件，所述集渣件用于收集渣土并将所述渣土传递至所述主体件的排渣通道的内部，以将所述渣土沿所述刀盘件的轴向背向所述刀盘件的方向排出。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，沿所述刀盘件的轴向，所述刀盘件的投影覆盖所述集渣件的投影、所述主体件的投影和所述支撑件位于竖井的内部的部分的投影。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述主体件通过所述集渣件带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动或绕所述转动轴线转动。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述集渣件包括第一收渣件和呈中空结构的第二收渣件，所述主体件通过所述第二收渣件与所述刀盘件相连；所述第一收渣件环绕于所述第二收渣件；沿所述刀盘件的轴向，所述第一收渣件的投影与所述第二收渣件的投影部分重叠；所述第二收渣件沿所述刀盘件的轴向远离所述刀盘件的一端与所述排渣通道连通，所述第二收渣件具有将所述第一收渣件收集的所述渣土引导至所述排渣通道的内部的传递结构。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述主体件包括第一部件和第二部件；沿所述刀盘件的轴向，所述第一部件位于所述第二部件和所述集渣件之间，所述第二部件与所述支撑件相连；所述第一部件包括第一通孔，所述第二部件包括第二通孔，所述第一通孔的一端与所述第二通孔的一端连通，所述第一通孔的另一端用于接收所述渣土，所述第一通孔和所述第二通孔连通并共同限定出所述排渣通道；所述第一部件用于驱动所述刀盘件绕所述转动轴线转动，所述第二部件用于通过所述第一部件带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述第一部件包括盾体件和设置于所述盾体件的多个第一驱动件；所述盾体件包括所述第一通孔和多个容纳空腔，沿所述刀盘件的轴向所述第一通孔贯穿所述盾体件，所述多个容纳空腔沿所述刀盘件的周向间隔排列并环绕于所述第一通孔；每个所述容纳空腔均容纳有一个所述第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述刀盘件绕所述转动轴线转动；所述盾体件沿所述刀盘件的轴向设置于所述第二部件和所述集渣件之间并与所述第二部件相连，所述第二部件通过所述盾体件带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述第二部件包括框体件和多个第二驱动件；所述框体件沿所述刀盘件的轴向的相对两端分别与所述第一部件和所述支撑件相连，所述框体件包括沿所述刀盘件的轴向延伸的所述第二通孔；所述多个第二驱动件设置于所述框体件，所述多个第二驱动件沿所述刀盘件的周向间隔排列并环绕于所述第二通孔，所述第二驱动件用于带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述第二驱动件包括固定端和活动端；沿所述刀盘件的轴向，所述固定端与所述活动端间隔排列并位于所述活动端和所述集渣件之间，所述固定端与所述框体件固定连接；所述活动端用于沿所述刀盘件的轴向相对于所述固定端移动，以使所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述主机件还包括多个稳定器，所述盾体件还包括多个稳定空腔；所述多个容纳空腔沿所述刀盘件的周向间隔排列，所述容纳空腔沿所述刀盘件的径向设置于所述第一通孔和所述稳定空腔之间；所述多个稳定器与所述多个稳定空腔一一对应并分别与所述盾体件相连，所述稳定器的运行模式包括收缩模式和展开模式，其中：所述稳定器处于所述收缩模式时，所述稳定器设置于相对应的稳定空腔的内部；所述稳定器处于展开模式时，所述稳定器的一端露出于所述稳定空腔并用于与竖井的内壁抵接。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述主机件还包括设置于所述框体件的支护装置和管片吊运装置；沿所述刀盘件的轴向，所述支护装置设置于所述集渣件和所述管片吊运装置之间；沿所述刀盘件的周向，所述管片吊运装置和所述支护装置分别与所述第二驱动件间隔排列；在所述掘进机工作时，所述支护装置用于对竖井的内壁进行支护，所述管片吊运装置用于带动管片沿所述刀盘件的轴向移动、且用于带动所述管片沿所述刀盘件的周向和径向移动。

在上述掘进机的一种可能的实现方式中，所述支撑件包括支撑台件和长度可变的支撑柱件；所述支撑台件环绕于所述支撑柱件并与所述支撑柱件的一端相连，所述支撑台件用于支撑管片或用于与第二驱动件的活动端抵接；所述支撑柱件的另一端与所述主体件相连，所述支撑柱件包括沿所述刀盘件的轴向延伸的溜渣通道，所述溜渣通道的一端与所述排渣通道连通，所述溜渣通道的另一端用于排出所述渣土。

本申请提供的掘进机包括主机件和支撑件，主机件包括刀盘件、集渣件和主体件。沿刀盘件的轴向，主体件、集渣件和支撑件设置于刀盘件的同一侧，集渣件设置于刀盘件和主体件之间，主体件设置于集渣件和支撑件之间。在掘进机工作时，主体件、刀盘件以及支撑件的部分设置于竖井的内部，主体件用于驱动刀盘件沿刀盘件的轴向移动、并用于驱动刀盘件绕平行于刀盘件的轴向的转动轴线转动，支撑件用于在刀盘件的轴向上支撑主体件和刀盘件，集渣件用于收集渣土并将渣土传递至主体件的排渣通道的内部，以将渣土沿刀盘件的轴向背向刀盘件的方向排出。由于主体件、集渣件和支撑件位于刀盘件的同一侧，从而掘进机挖掘竖井时主体件、集渣件和支撑件位于刀盘件的后方，进而无需在地表设置相应的辅助设备从而实现全程隐蔽作业。另外，由于主体件可以驱动刀盘件从下向上移动，因而可以从下而上一次完成竖井施工，从而无需先形成导孔再反拉，进而降低了竖井的施工成本和施工周期。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的一种掘进机掘进时的结构示意图；

图2是图1中的掘进机的结构示意图；

图3是图1中虚线框内的局部放大图；

图4是图1中的主机件的第一部分的结构示意图；

图5是图1中的主机件的第二部分的结构示意图；

图6是在竖井下方扩挖洞室的示意图；

图7是对图6中扩挖出来的洞室进行底面硬化处理的示意图；

图8是在图6中的洞室内组装掘进机的过程图；

图9是本申请实施例提供的掘进机向上掘进的示意图；

图10是本申请实施例提供的掘进机中的支撑柱件自行顶进并更换标准节的示意图；

图11是本申请实施例提供的掘进机进行管片吊运的过程的示意图；

图12为拆除掘进机的过程的示意图。

附图标记说明：

100、刀盘件；

200、集渣件；210、第一收渣件；211、安装部；212、喇叭部；220、第二收渣件；221、回转件；222、收集件；2221、收集管部；2222、收集板部；

300、主体件；

310、第一部件； 311、盾体件； 312、第一驱动件；

320、第二部件； 321、框体件； 322、第二驱动件；

400、支撑件；410、支撑台件；420、支撑柱件；421、顶推油缸；422、标准节；

500、排渣通道； 510、第一通孔； 520、第二通孔；

600、稳定器； 610、稳定油缸； 620、撑靴板；

700、支护装置；710、锚杆装置；711、锚杆导轨；712、锚杆钻机；720、喷混装置；

800、管片吊运装置；810、第一吊机装置；811、径向导轨；812、轴向吊机；820、第二吊机装置；821、环形导轨；822、环形吊机；

10、主机件；20、管片；30、吊装设备。

具体实施方式

目前，在反井施工的过程中，必须先在竖井的上平洞内或地表建设辅助设备，再采用反钻机从上而下正向钻设连通下平洞的导孔，使得辅助设备通过导孔与安装于下平洞内的反井钻头传动连接，最后通过反井钻头反拉扩孔，完成竖井施工。

在相关技术中，也可以通过反井式掘进机进行竖井施工，反井式掘进机包括主体、具有刀盘的掘进装置和牵引杆。施工过程中，先在竖井的上方和下方分别扩挖洞室，形成上平洞和下平洞。然后利用钻机形成连通上平洞和下平洞的导孔。接着将主体设置于上平洞内，以及掘进装置设置于下平洞内，牵引杆设置于导孔的内部并分别与掘进装置和主体相连。在掘进过程中，掘进装置相对于牵引杆向上移动，以将导孔的孔径扩大，从而形成预定直径的竖井。

由此可知，通过现有的反井施工方法修建竖井时必须先在地表或竖井的上平洞内建造辅助设备，这无疑增加了竖井的施工时间和施工成本。另外，对于地表无法建造辅助设备的场景而言，现有的反井施工方法无法满足要求。

有鉴于此，本申请实施例提供一种掘进机，在修建竖井的过程中，该掘进机位于竖井下方的平洞的内部并可以从下而上一次性地完成竖井施工，不仅可以无需在地表或位于竖井上方的平洞内建造辅助设备从而减少竖井的施工步骤以降低施工成本和施工周期，而且还可以无需在竖井的上方挖掘容纳辅助设备的平洞和导孔从而降低施工成本和施工周期。另外，由于无需在地表建造任何辅助设施，从而可以实现地下全程隐蔽作业。

下面结合附图，对本申请实施例提供的掘进机进行描述。

图1是本申请实施例提供的一种掘进机掘进时的结构示意图，图2是图1中的掘进机的结构示意图，图3是图1中虚线框内的局部放大图。参照图1至图3所示，本申请实施例提供掘进机包括主机件10和支撑件400。其中主机件10包括刀盘件100、集渣件200和主体件300。沿刀盘件100的轴向(如图2中Z方向)，主体件300、集渣件200和支撑件400设置于刀盘件100的同一侧，集渣件200设置于刀盘件100和主体件300之间，主体件300设置于集渣件200和支撑件400之间。在掘进机工作时，主体件300、刀盘件100和支撑件400的部分用于设置于竖井的内部，主体件300用于驱动刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动、并用于驱动刀盘件100绕平行于刀盘件100的轴向的转动轴线转动，支撑件400用于在刀盘件100的轴向上支撑主体件300和刀盘件100，集渣件200用于收集渣土并将渣土传递至主体件300的排渣通道500的内部，以将渣土沿刀盘件100的轴向背向刀盘件100的方向排出。

本申请实施例提供的掘进机工作的过程中，刀盘件100转动并向上移动，使得刀盘件100对竖井的内壁的岩石进行剪切和破碎，以形成渣土。在重力的作用下，渣土沿刀盘件100的轴向向下落并被集渣件200收集且进入排渣通道500，最后流向竖井的底部。

本申请实施例提供的掘进机工作的过程中，主机件10相对于支撑件400向上移动，一方面可以确保主体件300带动刀盘件100绕转动轴线转动以及刀盘件100向上移动，另一方面可以保证集渣件200将刀盘件100挖掘下来的渣土收集并传递至排渣通道500的内部。

本申请实施例提供的掘进机工作的过程中，支撑件400的一部分设置于竖井的内部，另一部分设置于竖井下方的洞室内，支撑件400在可以在刀盘件100的轴向上支撑主机件10，防止主机件10回退。

在本申请实施例中，参见图1和图2所示，由于主体件300、支撑件400和集渣件200设置于刀盘件100的同一侧，使得掘进机整体位于竖井的下方，从而无需利用地表或位于竖井上方的平动建造辅助设备，进而可以减少竖井的施工步骤以缩小施工成本和施工周期。另外，主体件300可驱动刀盘件100转动并向上移动，使得竖井被一次性地施工完成，从而无需先完成导孔再进行反拉，可以节约施工成本和施工周期。除此之外，由于掘进机挖掘竖井时无需在地表建造辅助设施，能够实现在地下全程隐蔽作业的要求。

在本申请实施例中，刀盘件100的呈圆盘形。其中，刀盘件100的直径可以根据待形成的竖井的直径而定，实现一次性地完成竖井施工。

在本申请实施例中，对于刀盘件100的结构，这里不作限制。示例性地，刀盘件100包括盘体和滚刀，滚刀连接于盘体，盘体用于接收主体件300的驱动并沿刀盘件100的轴向移动或绕转动轴线转动。

在本申请实施例中，沿刀盘件100的轴向，刀盘件100的投影覆盖集渣件200的投影、主体件300的投影和支撑件400位于竖井的内部的部分的投影。

相应的，本申请实施例提供的掘进机中沿刀盘件100的轴向刀盘件100的投影覆盖集渣件200的投影、主体件300的投影和支撑件400位于竖井的内部的部分的投影，一方面可以保证主机件10设置于竖井的内部并沿刀盘件100的轴向上下从而向上挖掘或拆除主机件10，另一方面可以确保支撑件400支撑主机件10从而防止主机件10在挖掘过程中回退。

在本申请实施例中，主体件300通过集渣件200带动刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动或绕转动轴线转动。当然，主体件300也可以不通过集渣件200带动刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动或绕转动轴线转动，示例性地，主机件10还可以包括传动件，传动件用于传动连接主体件300和刀盘件100，主体件300通过传动件带动刀盘件100转动或沿刀盘件100的轴向一定。

相应的，本申请实施例提供的掘进机中主体件300通过集渣件200带动刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动或绕转动轴线转动，不仅可以将刀盘件100挖掘竖井的内壁产生的渣土传递至排渣通道500内，而且还可以简化主体件300带动刀盘件100挖掘的结构从而提高掘进机的集成度。

本申请实施例中，对于集渣件200的具体结构，这里不作限制。其中，可以根据主体件300驱动刀盘件100绕转动轴线转动或沿刀盘件100的轴向移动的方式而定。

示例性地，如图3所示，集渣件200可以包括第一收渣件210和呈中空结构的第二收渣件220。其中，主体件300通过第二收渣件220与刀盘件100相连。第一收渣件210环绕于第二收渣件220。沿刀盘件100的轴向，第一收渣件210的投影与第二收渣件220的投影部分重叠。第二收渣件220沿刀盘件100的轴向远离刀盘件100的一端与排渣通道500连通，第二收渣件220具有将第一收渣件210收集的渣土引导至排渣通道500的内部的传递结构。

通过第一收渣件210和第二收渣件220构成的集渣件200连接主体件300和刀盘件100，不仅可以将刀盘件100挖掘竖井的内壁产生的渣土传递至排渣通道500的内部，而且还可以使刀盘件100转动或向上移动。

在本申请实施例中，参见图1所示，第二收渣件220呈中空结构，因而第二收渣件220包括沿刀盘件100的轴向相对的两个开口，其中一个开口与排渣通道500的一端连通，另一个开口可用于接收穿过刀盘件100的渣土。

由于主体件300通过第二收渣件220与刀盘件100相连，且刀盘件100需要绕转动轴线转动连接，因而刀盘件100与第二收渣件220固定连接，第二收渣件220与主体件300传动连接，主体件300带动第二收渣件220转动的同时刀盘件100转动。当然，一种实施例中，刀盘件100也可以与第二收渣件220活动连接，且第二收渣件220与主体件300传动连接。

在本申请实施例中，传递结构沿刀盘件100的径向贯穿第二收渣件220的侧壁，使得第二收渣件220的内部与外部连通，从而在刀盘件100工作的过程中第一收渣件210所收集的渣土在重力的作用下沿刀盘件100的径向经过传递结构从第二收渣件220的外部进入内部，最后进入排渣通道500。

在本申请实施例中，对于传递结构的具体结构，这里不作限制。其中，可以根据第二收渣件220的结构而定。

图4是图1中的主机件的第一部分的结构示意图。一种可能的实现方式中，结合上述图1所示，并参见图4所示，第二收渣件220可以包括呈中空结构的回转件221和收集件222。其中，回转件221的轴向平行于刀盘件100的轴向，回转件221与所述主体件300相连并用于接收主体件300的驱动，以带动收集件222转动或沿刀盘件100的轴向移动。沿刀盘件100的轴向，收集件222的相对两端分别与刀盘件100和回转件221相连，收集件222呈中空结构，且收集件222环绕于第一收渣件210，收集件222用于接收透过刀盘件100的渣土和第一收渣件210收集的渣土并传递至排渣通道500的内部。

在本申请实施例中，对于收集件222的结构这里不作限制。示例性地，收集件222包括收集管部2221和收集板部2222。多个传递结构设置于收集管部2221的侧壁，传递结构为传递通孔并贯穿收集管部2221的侧壁。每个传递通孔内设置有一个收集板部2222，多个收集板部2222用于构成一个喇叭状的结构并环绕收集管部2221的轴线排列。或者一种实施例中，收集件222可以包括锥形管和连接件。其中，回转件221套设于锥形管的外壁并靠近锥形管的小径端。连接件呈中空结构，且连接件的侧壁包括多个传递结构，每个传递结构为贯穿连接件的侧壁的通孔。连接件设置于锥形管的内部，连接件的一端与锥形管固定连接，连接件的另一端用于与刀盘件100相连。

在本申请实施例中，沿刀盘件100的轴向，第一收渣件210设置于第二收渣件220件和刀盘件100之间，可以确保第一收渣件210收集的渣土在重力作用下自动流向第二收渣件220的内部。

在本申请实施例中，第一收渣件210可以连接于主体件300或第二收渣件220，这里不作限制。其中，当第一收渣件210连接于主体件300时第一收渣件210无需跟随刀盘件100转动，可以避免第一收渣件210收集的渣土旋转，有助于降低渣土进入第二收集件222的内部的难度。

在本申请实施例中，对于第一收渣件210的结构，不作限制。示例性地，如图4所示，第一收渣件210包括安装部211和呈中空结构的喇叭部212，安装部211设置于喇叭部212的外壁，喇叭部212环绕于第二收渣件220。由于喇叭部212呈喇叭状，喇叭部212的内径沿刀盘件100的轴向远离刀盘件100的方向逐渐变小，使得渣土在重力的作用下进入第二收渣件220的内部。

在本申请实施例中，如图2和图3所示，主体件300包括第一部件310和第二部件320。其中，沿刀盘件100的轴向，第一部件310位于第二部件320和集渣件200之间，第二部件320与支撑件400相连。第一部件310包括第一通孔510，第二部件320包括第二通孔520，第一通孔510的一端与第二通孔520的一端连通，第一通孔510的另一端用于接收渣土，第一通孔510和第二通孔520连通并共同限定出排渣通道500。第一部件310用于驱动刀盘件100绕转动轴线转动，第二部件320用于通过第一部件310带动刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动。

本申请实施例提供的掘进机工作的过程中，刀盘件100挖掘产生的渣土在重力作用下经过集渣件200先进入第一通孔510，经过第一通孔510的渣土再经过第二通孔520的引导可以流向竖井的底部，不仅可以降低排渣的难度，而且还可以避免渣土影响刀盘件100的运转。

在本申请实施例中，对于第一部件310的结构，这里不作特别限制。

一种可能的实现方式中，如图4所示，第一部件310可以包括盾体件311和设置于盾体件311的多个第一驱动件312。其中，盾体件311包括第一通孔510和多个容纳空腔，沿刀盘件100的轴向第一通孔510贯穿盾体件311，多个容纳空腔沿刀盘件100的周向间隔排列并环绕于第一通孔510。每个容纳空腔均容纳有一个第一驱动件312，第一驱动件312用于驱动刀盘件100绕转动轴线转动。盾体件311沿刀盘件100的轴向设置于第二部件320和集渣件200之间并与第二部件320相连，第二部件320通过盾体件311带动刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动。

在本申请实施例中，为了使刀盘件100绕转动轴线转动，盾体件311与第二收渣件220转动连接，第一驱动件312与第二收渣件220传动连接，从而第一驱动件312带动第二收渣件220转动的同时刀盘件100也会转动。

如4图所示，多个第一驱动件312沿刀盘件100的周向间隔地排列并环绕于第一通孔510，使第二收渣件220所承受的扭矩更均匀。

在本申请实施例中，对于第一驱动件312的结构，这里不作限制。其中，第一驱动件312的驱动方式可以包括但不限于为电驱、液驱等。

一种可能的实现方式中，如图4所示，主机件10还可以包括多个稳定器600，盾体件311还包括多个稳定空腔。多个容纳空腔沿刀盘件100的周向间隔排列，容纳空腔沿刀盘件100的径向设置于第一通孔510和稳定空腔之间。多个稳定器600与多个稳定空腔一一对应并分别与盾体件311相连，稳定器600的运行模式包括收缩模式和展开模式。其中，稳定器600处于收缩模式时，稳定器600设置于相对应的稳定空腔的内部。稳定器600处于展开模式时，稳定器600的一端露出于稳定空腔并用于与竖井的内壁抵接。

在本申请实施例中，利用稳定器600与竖井的内壁抵接，可以在掘进机发生紧急情况时承受主机件10的重力，避免主机件10跌落而损坏。

如图4所示，将稳定器600设置于盾体件311，不仅可以充分利用盾体件311的内部空间，而且还可以提高第一部件310的紧凑性。

需要说明的是，当掘进机掘进时，稳定器600处于收缩模式，以免妨碍到刀盘件100向上移动。

在本申请实施例中，对于稳定器600的结构，这里不作特别限制。

一种可能的实现方式中，如图4所示，稳定器600可以包括稳定油缸610和撑靴板620。稳定油缸610固定安装于稳定空腔内，且稳定油缸610的输出端与撑靴板620固定连接，稳定油缸610用于驱动撑靴板620沿刀盘件100的径向移动，以使稳定器600在收缩模式和折叠模式之间切换。其中，稳定器600处于收缩模式时，撑靴板620位于稳定空腔的内部。稳定器600处于展开模式时，撑靴板620位于竖井的内部并与竖井的侧壁抵接。

在本申请实施例中，对于第二部件320的结构，这里不作特别限制。

图5是图1中的主机件的第二部分的结构示意图。一种可能的实现方式中，如图5所示，第二部件320可以包括框体件321和多个第二驱动件322。框体件321沿刀盘件100的轴向的相对两端分别与第一部件310和支撑件400相连，框体件321包括沿刀盘件100的轴向延伸的第二通孔520。多个第二驱动件322设置于框体件321，多个第二驱动件322沿刀盘件100的周向间隔排列并环绕于第二通孔520，第二驱动件322用于带动刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动。

在掘进机掘进的过程中，框体件321与第一部件310沿刀盘件100的轴向同步地向上移动，从而经过第一通孔510的渣土始终进入第二通孔520，使得渣土被排出到竖井的底部。

在本申请实施例中，对于框体件321的具体结构，这里不作限制。示例性地，框体件321可以是通过板和杆构成的框架结构。

在本申请实施例中，第二驱动件322可以提供一个平行于刀盘件100的轴向的推进力，推进力推动主机件10向上移动。

在本申请实施例中，对于第二驱动件322的结构，这里不作限制。示例性地，第二驱动件322可以为推进油缸。

在本申请实施例中，第二驱动件322包括固定端和活动端。其中，沿刀盘件100的轴向，固定端与活动端间隔排列并位于活动端和集渣件200之间，固定端与框体件321固定连接。活动端用于沿刀盘件100的轴向相对于固定端移动，以使刀盘件100沿刀盘件100的轴向移动。

沿刀盘件100的轴向，将固定端设置于活动端和集渣件200之间，从而可以利用支撑件400作为支撑使得第二驱动件322输出推进力。具体地，如图1所示，沿刀盘件100的轴向，活动端朝向支撑件400的支撑台件410移动直至活动端与支撑台件410抵接后，固定端相对于支撑台件410沿刀盘件100的轴向移动，从而框体件321通过第一部件310和集渣件200带动刀盘件100向上移动预定距离。

一种可能的实现方式中，如图5所示，主机件10还可以包括设置于框体件321的支护装置700和管片吊运装置800。其中，沿刀盘件100的轴向，支护装置700设置于集渣件200和管片吊运装置800之间。沿刀盘件100的周向，管片吊运装置800和支护装置700分别与第二驱动件322间隔排列。在掘进机工作时，支护装置700用于对竖井的内壁进行支护，管片吊运装置800用于带动管片20沿刀盘件100的轴向移动、且用于带动管片20沿刀盘件100的周向和径向移动。

相应的，本申请实施例提供的掘进机通过支护装置700和管片吊运装置800在掘进的过程中对竖井进行支护，从而掘进和支护同步进行，进而可以降低竖井的施工成本和施工周期。

在本申请实施例中，对于支护装置700的结构不作限制。

一种实施例中，如图5所示，支护装置700可以包括锚杆装置710和喷混装置720。其中，锚杆装置710包括锚杆导轨711和锚杆钻机712，锚杆钻机712固定安装于框体件321的内部，锚杆钻机712可活动地安装于锚杆导轨711并用于沿刀盘件100的轴向相对于锚杆导轨711移动。喷混装置720固定连接于框体件321的内部。在掘进机掘进的过程中，通过锚杆装置710完成锚杆支护后，再利用喷混装置720将混凝土喷置在竖井的井壁，实现锚杆支护和混凝土支护的临时支护，防止井壁塌裂。

在本申请实施例中，对于管片吊运装置800的结构不作限制。

一种实施例中，如图5所示，管片吊运装置800可以包括第一吊机装置810和第二吊机装置820。其中，第一吊机装置810包括径向导轨811和轴向吊机812。轴向吊机812可活动地连接于径向导轨811并用于沿刀盘件100的径向相对于径向导轨811移动。径向导轨811固定安装于框体件321的内部并沿刀盘件100的径向延伸。第二吊机装置820包括环形导轨821和环形吊机822。环形导轨821固定安装于框体件321的内部，环形吊机822可活动地连接于环形导轨821，环形吊机822用于沿刀盘件100的周向相对于环形导轨821移动。

其中，沿刀盘件100的径向，环形导轨821位于第二驱动件322和第二通孔520之间，可以提高掘进机的紧凑性，防止框体件321的体积过大。另外，沿刀盘件100的周向，第二驱动件322与径向导轨811间隔排列，可以避免轴向吊机812干涉第二驱动件322。

管片吊运装置800吊运管片20的过程中，先通过轴向吊机812将位于竖井底部的管片20沿刀盘件100的轴向吊至框体件321的内部，随后轴向吊机812带着管片20沿刀盘件100的径向移动，最后通过环形吊机822将管片20沿刀盘件100的周向吊运至指定位置。

一种可能的实现方式中，为了实现第二驱动件322推进主机件10向上移动以及保证渣土的排出，如图2和图3所示，支撑件400可以包括支撑台件410和长度可变的支撑柱件420。其中，支撑台件410环绕于支撑柱件420并与支撑柱件420的一端相连，支撑台件410用于支撑管片20或用于与第二驱动件322的活动端抵接。支撑柱件420的另一端与主体件300相连，支撑柱件420包括沿刀盘件100的轴向延伸的溜渣通道，溜渣通道的一端与排渣通道500连通，溜渣通道的另一端用于排出渣土。

其中，在第二驱动件322推动主机件10向上移动的过程中，第二驱动件322的活动端与支撑台件410或通过沿刀盘件100的轴向依次排列的管片20与支撑台件410抵接，可以提供反向支撑力，稳固主机件10。

其中，在利用管片吊运装置800拼接管片20的过程中，第二驱动件322的活动端可与管片20抵接，以及结合支撑柱件420提供支撑主机件10的支撑力，顶住主机件10，以防主机件10回退，从而保证管片20拼装的安全。

在本申请实施例中，支撑柱件420在刀盘件100的轴向上的长度可变，可以在主机件10沿刀盘件100的轴向向上移动的过程中保证支撑柱件420与主体件300相连，从而提高一个支撑主机件10的支撑力，以提高主机件10的安全性。

在本申请实施例中，对于支撑柱件420的结构，这里不作限制。示例性地，如图2所示，支撑柱件420可以包括顶推油缸421和多节钢结构构成的标准节422，沿刀盘件100的轴向，多节标准节422并排排列，利用顶推油缸421实现支撑柱件420自定向上顶进，并可在满足顶进行程后自行增加标注节。

本申请实施例中，对于支撑台件410的结构，不作限制。示例性地，支撑台件410可以通过钢结构构成。

本申请实施例中，支撑台件410的作用除了提供反向支撑力外，还用于辅助设备的安装，例如支撑台件410用于安装吊装标准节422的吊机。

本申请实施例还提供一种竖井施工方法，该竖井施工方法采用上述的掘进机进行竖井施工，具体包括以下步骤：

S1、洞室扩挖并安装吊装设备30。

图6是在竖井下方扩挖洞室的示意图。如图6所示，在竖井的下方位置挖掘一个能够容纳掘进机、吊装设备30等设备的洞室。在洞室的上方(顶壁)通过锚杆、支架等方式设置吊装梁，并在吊装梁上安装吊装设备30。

S2、地面硬化。

具体地，在掘进机组装之前，对洞室的地面(底壁)进行硬化处理，例如通过地基建设以满足支撑掘进机的始发要求，如图7所示。其中，图7是对图6中扩挖出来的洞室进行底面硬化处理的示意图。

S3、组装掘进机。

图8是在图6中的洞室内组装掘进机的过程图。具体地，如图8所示，利用吊装设备30先将支撑件400安装于地基上，随后将主机件10安装于支撑件400。其中，主机件10的各个部件的安装顺序为：从下到上依次组装第二部件320、第一部件310、集渣件200和刀盘件100，直至主机件10安装于支撑件400。

S4、主机件10向上推进，以形成竖井。

图9是本申请实施例提供的掘进机向上掘进的示意图。具体地，如图9所示，主体件300带动刀盘件100向上移动并使刀盘件100转动，以挖掘竖井的内壁，形成的渣土在集渣件200的作用下进入排渣通道500并在重力的作用下落至地面处。

在本申请实施例中，第二驱动件322为推进油缸。另外，在掘进过程中，推进油缸顶进一个行程后停止顶进，随后顶推油缸421自行向上顶进，并在满足顶进行程后自行增加标准节422。

图10是本申请实施例提供的掘进机中的支撑柱件自行顶进并更换标准节的示意图。示例性地，如图10所示，第二驱动件322的活动端与支撑台件410抵接，通过支撑台件410支撑主机件10，随后顶推油缸421向上顶进预定行程，最后自行增加标准节422，实现支撑柱件420自行向上顶进和自行增加标准节422。

S5、对竖井的井壁进行临时支护。

具体地，在主机件10向上移动的过程中，先利用锚杆装置710进行锚杆支护后，再利用喷混装置720将混凝土喷在井壁上。

S6、在临时支护的基础上利用管片20对井壁进行永久支护。

图11是本申请实施例提供的掘进机进行管片吊运的过程的示意图。具体地，如图11所示，在主机件10向上移动的过程中，利用第一吊机装置810将管片20从地面吊到第一位置，然后第一吊机装置810沿刀盘件100的径向移动至第二位置以实现管片20的平移，随后利用第二吊机装置820带动管片20绕刀盘件100的周向移动至第三位置以实现管片20的环向移动，从而将管片20从地面转运至拼接位置。

其中，可以采用混凝土管片或钢管片等管片20对井壁进行支护。另外，沿刀盘件100的周向，多片管片20构成一个圆环。

S7、掘进到预设位置后，拆除掘进机。

具体地，在掘进到预设位置后，在刀盘件100上方扩挖拆除洞室，在拆除洞室内将刀盘件100拆成散件，并在拆除洞室内安装临时吊装设备30。

图12为拆除掘进机的过程的示意图。示例性地，如图12所示，先将支撑台件410和负环拆除，随后通过将支撑柱件420拆除，最后将主机件10分块吊装至地面。

本申请实施例涉及的平行、垂直、数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语(如果存在)“顶”、“底”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种掘进机，其特征在于，包括主机件和支撑件，所述主机件包括刀盘件、集渣件和主体件；

沿所述刀盘件的轴向，所述主体件、所述集渣件和所述支撑件设置于所述刀盘件的同一侧，所述集渣件设置于所述刀盘件和所述主体件之间，所述主体件设置于所述集渣件和所述支撑件之间；

在所述掘进机工作时，所述主体件、所述刀盘件以及所述支撑件的部分设置于竖井的内部，所述主体件用于驱动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动、并用于驱动所述刀盘件绕平行于所述刀盘件的轴向的转动轴线转动，所述支撑件用于在所述刀盘件的轴向上支撑所述主体件和所述刀盘件，所述集渣件用于收集渣土并将所述渣土传递至所述主体件的排渣通道的内部，以将所述渣土沿所述刀盘件的轴向背向所述刀盘件的方向排出。

2.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，沿所述刀盘件的轴向，所述刀盘件的投影覆盖所述集渣件的投影、所述主体件的投影和所述支撑件位于竖井的内部的部分的投影；或者，

所述主体件通过所述集渣件带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动或绕所述转动轴线转动。

3.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述集渣件包括第一收渣件和呈中空结构的第二收渣件，所述主体件通过所述第二收渣件与所述刀盘件相连；

所述第一收渣件环绕于所述第二收渣件；

沿所述刀盘件的轴向，所述第一收渣件的投影与所述第二收渣件的投影部分重叠；

所述第二收渣件沿所述刀盘件的轴向远离所述刀盘件的一端与所述排渣通道连通，所述第二收渣件具有将所述第一收渣件收集的所述渣土引导至所述排渣通道的内部的传递结构。

4.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述主体件包括第一部件和第二部件；

沿所述刀盘件的轴向，所述第一部件位于所述第二部件和所述集渣件之间，所述第二部件与所述支撑件相连；

所述第一部件包括第一通孔，所述第二部件包括第二通孔，所述第一通孔的一端与所述第二通孔的一端连通，所述第一通孔的另一端用于接收所述渣土，所述第一通孔和所述第二通孔连通并共同限定出所述排渣通道；

所述第一部件用于驱动所述刀盘件绕所述转动轴线转动，所述第二部件用于通过所述第一部件带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

5.根据权利要求4所述的掘进机，其特征在于，所述第一部件包括盾体件和设置于所述盾体件的多个第一驱动件；

所述盾体件包括所述第一通孔和多个容纳空腔，沿所述刀盘件的轴向所述第一通孔贯穿所述盾体件，所述多个容纳空腔沿所述刀盘件的周向间隔排列并环绕于所述第一通孔；

每个所述容纳空腔均容纳有一个所述第一驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述刀盘件绕所述转动轴线转动；

所述盾体件沿所述刀盘件的轴向设置于所述第二部件和所述集渣件之间并与所述第二部件相连，所述第二部件通过所述盾体件带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

6.根据权利要求5所述的掘进机，其特征在于，所述第二部件包括框体件和多个第二驱动件；

所述框体件沿所述刀盘件的轴向的相对两端分别与所述第一部件和所述支撑件相连，所述框体件包括沿所述刀盘件的轴向延伸的所述第二通孔；

所述多个第二驱动件设置于所述框体件，所述多个第二驱动件沿所述刀盘件的周向间隔排列并环绕于所述第二通孔，所述第二驱动件用于带动所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

7.根据权利要求6所述的掘进机，其特征在于，所述第二驱动件包括固定端和活动端；

沿所述刀盘件的轴向，所述固定端与所述活动端间隔排列并位于所述活动端和所述集渣件之间，所述固定端与所述框体件固定连接；

所述活动端用于沿所述刀盘件的轴向相对于所述固定端移动，以使所述刀盘件沿所述刀盘件的轴向移动。

8.根据权利要求5所述的掘进机，其特征在于，所述主机件还包括多个稳定器，所述盾体件还包括多个稳定空腔；

所述多个容纳空腔沿所述刀盘件的周向间隔排列，所述容纳空腔沿所述刀盘件的径向设置于所述第一通孔和所述稳定空腔之间；

所述多个稳定器与所述多个稳定空腔一一对应并分别与所述盾体件相连，所述稳定器的运行模式包括收缩模式和展开模式，其中：

所述稳定器处于所述收缩模式时，所述稳定器设置于相对应的稳定空腔的内部；

所述稳定器处于展开模式时，所述稳定器的一端露出于所述稳定空腔并用于与竖井的内壁抵接。

9.根据权利要求6所述的掘进机，其特征在于，所述主机件还包括设置于所述框体件的支护装置和管片吊运装置；

沿所述刀盘件的轴向，所述支护装置设置于所述集渣件和所述管片吊运装置之间；

沿所述刀盘件的周向，所述管片吊运装置和所述支护装置分别与所述第二驱动件间隔排列；

在所述掘进机工作时，所述支护装置用于对竖井的内壁进行支护，所述管片吊运装置用于带动管片沿所述刀盘件的轴向移动、且用于带动所述管片沿所述刀盘件的周向和径向移动。

10.根据权利要求1所述的掘进机，其特征在于，所述支撑件包括支撑台件和长度可变的支撑柱件；

所述支撑台件环绕于所述支撑柱件并与所述支撑柱件的一端相连，所述支撑台件用于支撑管片或用于与第二驱动件的活动端抵接；

所述支撑柱件的另一端与所述主体件相连，所述支撑柱件包括沿所述刀盘件的轴向延伸的溜渣通道，所述溜渣通道的一端与所述排渣通道连通，所述溜渣通道的另一端用于排出所述渣土。