CN212054791U - 竖井式辅助通风救援装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种竖井式辅助通风救援装置，包括送风机构、钻道机构、位于所述钻道机构上方且与所述钻道机构连接的侧壁支护机构、设置在所述侧壁支护机构上方的推拉机构以及位于所述侧壁支护机构内部且与所述侧壁支护机构相配合的救援升降机构；所述侧壁支护机构的一侧与所述钻道机构的一侧铰接，所述侧壁支护机构的另一侧与所述钻道机构的另一侧拆卸连接；所述侧壁支护机构下方设置有距离传感器，且所述距离传感器通信连接有控制器，所述控制器还分别与所述救援升降机构、推拉机构通信连接，其结构可靠，使用便捷，装置中各机构之间动作协调性能好，为隧道救援提供可靠保障，提高救援效率。

Description

竖井式辅助通风救援装置

技术领域

本实用新型涉隧道工程技术领域，具体涉及一种竖井式辅助通风救援装置。

背景技术

良好的隧道施工作业环境是保证隧道施工质量、提高施工效率、维护施工者身心健康、实现工厂化施工的重要条件。在矿山法隧道施工过程中，由于多数采用爆破作业，其不仅会产生有害气体、喷混凝土的粉尘、汽车排放的烟尘等，而且容易引起隧道中局部坍塌，从而导致施工人员被困，加之隧道施工空间狭窄，救援工作难以展开，洞内环境条件恶化，使得被困人员处于极度危险之中。

目前，隧道救援中主要依靠大型挖掘机械进场对隧道进行疏通从而就出被困人员，但是该种方式资源使用率大，对于一些交通不便的隧道施工场所并不适用，且救援速度缓慢，严重影响救援进度和施工人员的身体健康。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种竖井式辅助通风救援装置，以解决现有隧道坍塌后救援不及时的问题。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：竖井式辅助通风救援装置，包括送风机构、钻道机构、位于所述钻道机构上方且与所述钻道机构连接的侧壁支护机构、设置在所述侧壁支护机构上方的推拉机构以及位于所述侧壁支护机构内部且与所述侧壁支护机构相配合的救援升降机构；

所述侧壁支护机构的一侧与所述钻道机构的一侧铰接，所述侧壁支护机构的另一侧与所述钻道机构的另一侧拆卸连接；所述侧壁支护机构下方设置有距离传感器，且所述距离传感器通信连接有控制器，所述控制器还分别与所述救援升降机构、推拉机构通信连接。

进一步，所述钻道机构包括设置在所述侧壁支护机构下端的保护壳体、位于所述保护壳体内的第一驱动机构、通过轴承连接在所述保护壳体下方且与所述第一驱动机构连接的钻头，通过所述第一驱动机构驱动所述钻头转动。

进一步，所述侧壁支护机构包括上下开口且内部为空腔结构的柱形支护筒以及设置在所述柱形支护筒外壁上的支撑件，所述推拉机构连接在所述柱形支护筒的上端，所述保护壳体连接在所述柱形支护筒的下端，且所述柱形支护筒的一侧与所述保护壳体的一侧铰接，所述柱形支护筒的另一侧与所述保护壳体的另一侧拆卸连接。

进一步，所述推拉机构包括推拉驱动件以及连接在所述推拉驱动件底端与所述柱形支护筒之间的连接杆件；

所述连接杆件包括设置在所述推拉驱动件底端的横杆以及垂直固连在所述横杆两端的竖杆，所述竖杆远离所述横杆的端部连接在所述柱形支护筒的外侧壁上。

进一步，所述救援升降机构包括滑动连接在所述柱形支护筒内且上下密封的柱形升降筒、设置在所述柱形升降筒下方的门体结构以及与所述柱形升降筒连接且用于驱动柱形升降筒升降的第二驱动机构。

进一步，所述第二驱动机构包括绞线机以及连接在所述绞线机上的绞线，所述绞线远离所述绞线机的一端固连在所述柱形升降筒的下方。

进一步，所述柱形支护筒的内壁上设置有导轨，所述柱形升降筒的外壁上设置有与所述导轨相配合的轨轮，通过导轨与所述轨轮配合使得柱形升降筒沿所述柱形支护筒上下滑动。

进一步，所述送风机构包括风机以及连接在所述风机上的风管，所述风管远离所述风机的一端延伸至所述柱形升降筒内。

进一步，所述推拉驱动件为多个，且均匀设置在所述连接杆件上。

本实用新型具有以下有益效果：本实用新型所提供的一种竖井式辅助通风救援装置，其结构可靠，使用便捷，装置中各机构之间动作协调性能好，为隧道救援提供可靠保障；通过钻道机构实现竖向钻取通向隧道内的通道，并通过推垃机构的动作保证侧壁支护机构的移动进而保整侧壁支护机构对钻取好的通道侧壁的支护，避免垮塌，通过升降救援机构沿侧壁支护机构内部向下至隧道内，进而使得隧道内的被困人员乘坐柱形升降筒并安全带回至地面；并且通过送风机构将外部空气送入至柱形升降筒内，为被困人员提供足够的氧气输入，提高安全性能。

当装置用作通风时，只需通过侧壁支护机构和送风机构即可构成用于隧道内的竖井式通风结构，对隧道内的污染空气及粉尘等杂粒进行清除，保证隧道内空气处于较好状态，为施工人员提供良好的施工环境。在整个操作过程中，通过距离传感器感应侧壁支护机构与隧道之间的距离，并将距离信息传送至控制器，在控制器的控制下进而操控其他机构动作，整个过程自动化程度高，操作可靠便捷，有效的提高了救援可靠性及效率。

附图说明

图1为本实用新型救援初始阶段示意图；

图2为本实用新型救援阶段示意图；

图3为本实用新型中救援完成时示意图；

图4为本实用新型处于通风状态示意图；

图5为本实用新型中自然通风状态示意图；

图6为本实用新型中钻道机构结构示意图；

图7为本实用新型中侧壁支护机构与救援升降机构配合结构示意图；

图1至图7中所示附图标记分别表示为：1-送风机构，2-钻道机构，3-侧壁支护机构，4-推拉机构，5-救援升降机构，20-保护壳体，21-第一驱动机构，22-钻头，30-柱形支护筒，31-支撑件，40-推拉驱动件，410-横杆，411-竖杆，50-柱形升降筒，51-门体结构，52-第二驱动机构，520-绞线机，521-绞线，301-导轨，302-轨轮，10-风机，11-风管。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图3所示，竖井式辅助通风救援装置，包括送风机构1、钻道机构2、位于钻道机构2上方且与钻道机构2连接的侧壁支护机构3、设置在侧壁支护机构3上方的推拉机构4以及位于侧壁支护机构3内部且与侧壁支护机构3相配合的救援升降机构5。送风机构1的管道延伸至救援升降机构5和隧道内，为隧道内的被困人员提供新鲜空气，提高安全性能。钻道机构2用于从地表向隧道竖直向下钻进，直至贯穿隧道顶部或贯穿隧道侧部，在此过程中，通过侧壁支护机构3对钻进后形成的通道进行支护，避免通道侧壁的垮塌，提高支撑可靠性，通过推拉机构4对侧壁支护机构3位移的限制，使得侧壁支护机构3能有效的在支撑在通道内，并在一定程度上对钻道机构2起到推压作用，提高钻进效率。救援升降机构5沿侧壁支护机构3内上下移动，当钻进完成及对通道支护完成后，救援升降机构5下降至隧道内搭乘被困人员，随后沿侧壁支护机构3内部向上升至地面，完成对被困人员的救援。

如图4所示，当装置用作通风时，只需通过侧壁支护机构和送风机构即可构成用于隧道内的竖井式通风结构，侧壁支护机构作为竖井结构连通外界与隧道内部，送风机构将隧道内的污染空气及粉尘等杂粒抽吸排出至隧道外，实现对隧道内空气杂质的清除，保证隧道内空气处于较好状态，为施工人员提供良好的施工环境。

如图5所示，在自然通风状态下，由于竖井出口海拔高度大于隧道轴线及自然风速的影响，竖井出口处大气压低于隧道内部，使得隧道内有部分污染空气及粉尘等沿竖井向外排出，可以实现自然通风的目的。在符合具体工程通风要求的情况下，本装置可实现24小时自然通风，节能环保。如单单自然通风无法满足工程要求时，可按照图4所示，开启送风机构进行通风。

侧壁支护机构3的一侧与钻道机构2的一侧铰接，侧壁支护机构3的另一侧与所述钻道机构2的另一侧拆卸连接；侧壁支护机构3下方设置有距离传感器，且所述距离传感器通信连接有控制器，所述控制器还分别与救援升降机构5、推拉机构4通信连接。距离传感器用于检测竖向钻进的程度，并将检测信号实时传递至控制器，进而通过控制器控制推拉机构4及救援升降机构5工作，保证整个救援过程顺利可靠的进行。当钻道机构2完成钻孔后，通过控制器控制钻道机构2的一端与侧壁支护机构3的一端松脱，另一端处于铰接状态，从而使得侧壁支护机构3内的下端与隧道内部连通，便于救援升降机构5的下降。

为了提高钻道机构2的工作性能，如图6所示，本实用新型中，钻道机构2包括设置在侧壁支护机构3下端的保护壳体20、位于保护壳体20内的第一驱动机构21、通过轴承连接在保护壳体20下方且与第一驱动机构21连接的钻头22，通过第一驱动机构21驱动所述钻头22转动。保护壳体20为第一驱动机构21提供可靠的保护，避免外部泥土对第一驱动机构21的影响而导致不能正常工作。优选的第一驱动机构21采用大功率电机，在工作时，第一驱动机构21开启，带动钻头22转动，钻头22对土体进行钻进，直至贯穿隧道顶部，完成对救援通道的钻进。在该过程中，通过侧壁支护机构3与保护壳体20之间的轴承设置有效的避免侧壁支护机构3随之转动，保证侧壁支护机构3的静置支护效果。

为了提高对钻进后的救援通道的支护效果，如图7所示，本实用新型中，侧壁支护机构3包括上下开口且内部为空腔结构的柱形支护筒30以及设置在柱形支护筒30外壁上的支撑件31，推拉机构4连接在柱形支护筒30的上端，保护壳体20连接在柱形支护筒30的下端，且柱形支护筒30的一侧与保护壳体20的一侧铰接，柱形支护筒30的另一侧与保护壳体20的另一侧拆卸连接。柱形支护筒30抵靠在钻进后的救援通道内，并通过推拉机构4保证柱形支护筒30抵靠的可靠性，支撑件31为锯齿形结构，有效的提高柱形支护筒30与通道侧壁之间的支护摩擦，提高支护效果。

为了提高推拉机构4的使用性能，本实用新型中，推拉机构4包括推拉驱动件40以及连接在推拉驱动件40底端与柱形支护筒30之间的连接杆件。推拉驱动件40采用电动缸、液压缸或气缸，为了便于操作控制，优选的推拉驱动件40采用电动缸，根据使用需要，选择推拉驱动件40的数量，从而保证对柱形支护筒30的可靠推拉。连接杆件为推拉驱动件40与柱形支护筒30之间的过渡连接件，保证对柱形支护筒30的可靠连接。所述连接杆件包括设置在推拉驱动件40底端的横杆410以及垂直固连在所述横杆410两端的竖杆411，竖杆411远离横杆410的端部连接在柱形支护筒30的外侧壁上。

为了便于救援操作，本实用新型中，救援升降机构5包括滑动连接在所述柱形支护筒30内且上下密封的柱形升降筒50、设置在柱形升降筒50下方的门体结构51以及与柱形升降筒50连接且用于驱动柱形升降筒50升降的第二驱动机构52。在第二驱动机构52的的驱动作用下，柱形升降筒50沿柱形支护筒30内部下降，直至下降至隧道内，被困人员打开门体结构51进入至柱形升降筒50内，随后第二驱动机构52上升至地面，实现对被困人员的救援作业。

为了提高对柱形升降筒50升降的可操作性能，本实用新型中，所述第二驱动机构52包括绞线机520、滑轮组以及连接在绞线机520上且绕过滑轮组的绞线521，绞线521远离绞线机520的一端固连在柱形升降筒50的下方。当柱形升降筒50需要下降时，绞线机520放线，在重力作用下，柱形升降筒50沿柱形支护筒30下降。当需要上升时，绞线机520带动绞线521，进而带动柱形升降筒50向上上升。

为了提高柱形支护筒30与柱形升降筒50之间的配合可靠性能，且保证柱形升降筒50沿柱形支护筒30顺利的升降，本实用新型中，柱形支护筒30的内壁上设置有导轨301，柱形升降筒50的外壁上设置有与导轨301相配合的轨轮302，通过导轨301与轨轮302配合使得柱形升降筒50沿柱形支护筒30上下滑动。通过轮轨配合，既起到了周向限位作用，又保证了柱形升降筒50沿柱形支护筒30上下升降的顺畅性，使用性能好。

由于隧道内环境较暗，为了提高对距离隧道的钻进高度检测的可靠性，本实用新型中，所述距离传感器采用红外距离传感器。所述控制器采用型号为STM单片机。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，包括送风机构(1)、钻道机构(2)、位于所述钻道机构(2)上方且与所述钻道机构(2)连接的侧壁支护机构(3)、设置在所述侧壁支护机构(3)上方的推拉机构(4)以及位于所述侧壁支护机构(3)内部且与所述侧壁支护机构(3)相配合的救援升降机构(5)；

所述侧壁支护机构(3)的一侧与所述钻道机构(2)的一侧铰接，所述侧壁支护机构(3)的另一侧与所述钻道机构(2)的另一侧拆卸连接；所述侧壁支护机构(3)下方设置有距离传感器，且所述距离传感器通信连接有控制器，所述控制器还分别与所述救援升降机构(5)、推拉机构(4)通信连接。

2.根据权利要求1所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述钻道机构(2)包括设置在所述侧壁支护机构(3)下端的保护壳体(20)、位于所述保护壳体(20)内的第一驱动机构(21)、通过轴承连接在所述保护壳体(20)下方且与所述第一驱动机构(21)连接的钻头(22)，通过所述第一驱动机构(21)驱动所述钻头(22)转动。

3.根据权利要求2所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述侧壁支护机构(3)包括上下开口且内部为空腔结构的柱形支护筒(30)以及设置在所述柱形支护筒(30)外壁上的支撑件(31)，所述推拉机构(4)连接在所述柱形支护筒(30)的上端，所述保护壳体(20)连接在所述柱形支护筒(30)的下端，且所述柱形支护筒(30)的一侧与所述保护壳体(20)的一侧铰接，所述柱形支护筒(30)的另一侧与所述保护壳体(20)的另一侧拆卸连接。

4.根据权利要求3所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述推拉机构(4)包括推拉驱动件(40)以及连接在所述推拉驱动件(40)底端与所述柱形支护筒(30)之间的连接杆件；

所述连接杆件包括设置在所述推拉驱动件(40)底端的横杆(410)以及分别垂直固连在所述横杆(410)两端的竖杆(411)，所述竖杆(411)远离所述横杆(410)的端部连接在所述柱形支护筒(30)的外侧壁上。

5.根据权利要求4所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述救援升降机构(5)包括滑动连接在所述柱形支护筒(30)内且上下密封的柱形升降筒(50)、设置在所述柱形升降筒(50)下方的门体结构(51)以及与所述柱形升降筒(50)连接且用于驱动柱形升降筒(50)升降的第二驱动机构(52)。

6.根据权利要求5所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述第二驱动机构(52)包括绞线机(520)以及连接在所述绞线机(520)上的绞线(521)，所述绞线(521)远离所述绞线机(520)的一端固连在所述柱形升降筒(50)的下方。

7.根据权利要求5所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述柱形支护筒(30)的内壁上设置有导轨(301)，所述柱形升降筒(50)的外壁上设置有与所述导轨(301)相配合的轨轮(302)，通过导轨(301)与轨轮(302)配合使得柱形升降筒(50)沿所述柱形支护筒(30)上下滑动。

8.根据权利要求5至7任一项所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述送风机构(1)包括风机(10)以及连接在所述风机(10)上的风管(11)，所述风管(11)远离所述风机(10)的一端延伸至所述柱形升降筒(50)内。

9.根据权利要求5所述的竖井式辅助通风救援装置，其特征在于，所述推拉驱动件(40)为多个，且均匀设置在所述连接杆件上。

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