一种大坡度斜井机械化配套施工设备及其施工方法技术

本发明专利技术公开了一种大坡度斜井机械化配套施工设备及其施工方法，其大坡度斜井机械化配套施工设备，包括改装开挖台车，所述改装开挖台车包括PC160挖掘机底盘总成、斜井开挖平台和驾驶仓，所述驾驶仓位于PC160挖掘机底盘总成的一侧外壁上，其大坡度斜井机械化配套施工设备的施工方法，包括以下步骤，S1：施工准备：1)矿井提升机选型；2)矿用提升机布置与安装；3)架设卸碴栈桥；4)施工中风、水、电、人行步道布设；5)轨道铺设。本发明专利技术提出临时轨道和永久轨道相结合的轨道布设安装方法，因斜井坡度较大，传统轮式开挖台车在井内行走不安全，本工法将开挖台架焊接到PC160挖掘机底盘上，实现安全行走。

【技术实现步骤摘要】
一种大坡度斜井机械化配套施工设备及其施工方法
本专利技术涉及有轨运输斜井施工
，尤其涉及一种大坡度斜井机械化配套施工设备及其施工方法。
技术介绍
随着施工技术的成熟，施工机械化的提升，近二十几年来无论铁路建设，还是公路建设在线路中长大隧道所占的比重越来越大。长大隧道为解决隧道内的通风问题，一般会修建斜井或竖井来解决这种问题。目前国内对于有轨运输斜井的施工经验还不是很丰富，相关技术、规范尚不完善，传统施工方法、机械配置无法满足日趋紧迫的施工工期要求。进行大坡度斜井施工时，不能采用传统斜井施工中的无轨出碴。因斜井的坡度比较大，装载机的出碴效率较低、设备损耗大，还会产生大量的废气，在斜井中不易排出，会极大的损害施工工人的健康。为此，项目部通过综合技术攻关，对大坡度斜井施工技术进行技术创新，改装部分斜井施工设备，提出了大坡度斜井有轨施工机械化的组合施工工法，达到安全、高效、快速掘进大坡度斜井的目的，突显大坡度斜井机械化配套施工在安全、技术、经济、环保等方面的优越性，取得了良好的经济效益和社会效益。
技术实现思路
基于
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出了一种大坡度斜井机械化配套施工设备及其施工方法。本专利技术提出的一种大坡度斜井机械化配套施工设备，包括改装开挖台车，所述改装开挖台车包括PC160挖掘机底盘总成、斜井开挖平台和驾驶仓，所述驾驶仓位于PC160挖掘机底盘总成的一侧外壁上，且PC160挖掘机底盘总成包括履带组件、底盘、油压泵、分配阀和低速电机，所述履带组件对称分布在底盘的底端两边外壁上，且油压泵的端部连接有油管，所述油管的端部连接有分配阀，所述低速电机的输出端和油压泵的端部相连接，所述斜井开挖平台包括钢立柱、纵钢梁和防滑钢筋网片，且钢立柱、纵钢梁之间通过纵横交错形成固定结构，且防滑钢筋网片的底端外壁固定连接在钢立柱、纵钢梁的固定连接面外壁上。优选地，所述斜井开挖平台的顶部外壁上的纵钢梁端部设有端头防撞挡块。优选地，所述驾驶仓的四角处和斜井开挖平台的连接处固定连接有梁上矮支柱，且梁上矮支柱的另一端和斜井开挖平台的底端纵钢梁之间设有横梁斜撑。优选地，所述PC160挖掘机底盘总成的控制端和低速电机相连接。一种大坡度斜井机械化配套施工设备的施工方法，是按照以下步骤进行的：S1：施工准备：1)矿井提升机选型；2)矿用提升机布置与安装；3)架设卸碴栈桥；4)施工中风、水、电、人行步道布设；5)轨道铺设；S2：超前预报：为保证对斜井掌子面前方地质超前预报的准确性，本工法采用地质雷达、TSP303和超前钻孔三种方式综合运用，以达到精准预报的目的；S3：测量定位：采用全站仪对斜井进行测量放样，然后安装激光定向仪，全站仪检核并调整激光定向仪的位置，使其光束与全站仪放出的点在同一位置上，利用激光定向仪对爆破孔精确定位；S4：钻孔爆破：采用“定人定位”的方式作业，斜井施工的装药及联网方式基本与同其他隧道掌子面施工方式相同，不同点在于起爆方式，由于杂感电流影响，为确保安全，采用抗静电电雷管起爆，抗水乳化炸药光面爆破；S5：轨道及设备检查：在每次爆破完后，应及时检查斜井内安装的轨道、配置的信号及视频监控系统，保证在出碴时施工人员的安全；S6：扒碴、出碴：对斜井内安装的轨道、监控设备进行查完毕后，采用挖掘机扒碴，侧翻式矿车装碴，矿用提升机出碴时，在洞外卸碴点，采用装载机配合自卸车将碴运至指定的弃碴场；S7：初期支护：为保证施工安全，在出碴完成后，使用湿式喷浆机喷浆，在斜井施工中，利用湿喷机、喷浆机械手完成了喷浆作业的机械化作业，完成一个大坡度斜井机械化配套施工循环步骤。优选地，所述S1的矿用提升机布置与安装中矿用提升机卷筒两控绳板至天轮之间钢丝绳的内外偏角应小于1°30′，且矿用提升机的天轮采用固定天轮，所述矿用提升机的钢丝绳与地面夹角不小于15°。优选地，所述S1的架设卸碴栈桥步骤中，卸碴栈桥的上轨道钢轨采用43Kg/m钢轨，20槽钢作为轨枕，间距为80cm，在槽钢上打孔并采用扣件与钢轨连接固定，且卸碴栈桥上安装护轨和曲轨，所述卸碴栈桥采用钢筋混凝土墩支撑，净跨距为10m，且卸碴栈桥的桥墩基础由钢筋混凝土结构的4个圆形支柱和一个混凝土台组成，所述混凝土基础内配置φ22钢筋，纵横布设，间距为30cm，上下双排，两排主筋间设φ8箍筋，所述卸碴栈桥的高度与矿用提升机的钢丝绳与天轮的角度适配，所述卸碴栈桥上架设I32型钢纵梁，且钢轨和曲轨下各布设一道，所述I32型钢纵梁的两端支座处与墩顶预埋钢板焊接固定，且I32型钢纵梁下两侧桥墩处设置有I20型钢斜撑，所述I20型钢斜撑与I32型钢纵梁、墩侧壁预埋钢板之间均采用焊接固定，所述卸碴栈桥靠近天轮一端设置有防撞挡墙，且防撞挡墙采用钢筋混凝土结构，高度至提升中线以下20cm，所述防撞挡墙内配置φ22主筋，间距30cm，主筋间设φ8箍筋。优选地，所述S1的施工中风、水、电、人行步道布设中，高压风系统采用3台22m3/s空压机、φ150mm送风钢管，高压变电站设置在提升机绞车房附近，高压变电站设两台800KVA变压器，供水系统利用高位水池供给，水池蓄水方量为200m3,供水管为φ100mm钢管，隧道通风管布置在隧道顶部，风机型号为一台2*110KW轴流风机，悬挂φ1500mm软式通风管，人员上下井采用矿车运输和人员走步道，施工用人行步道设置在风水管一侧，梯步每级宽度为30cm，长度100cm，高度10cm，于靠近轨道一侧设120cm高临时栏杆，扶手与竖向钢管连接采用焊接。优选地，所述S1的轨道铺设中有轨施工主要在于轨道的布设，斜井开挖过程中轨道主要分为临时轨道跟永久轨道，每根钢轨应安装至少两组防爬设备，每对钢轨应有三根轨距拉杆、托索轮及安全闸等轨道辅助设备应与轨道一并铺设。本专利技术中的有益效果为：1.电力驱动，卸料快速：本套工法采用有轨运输矿车提升运输，电力驱动，相较于传统使用渣土车无轨出碴，减少了对斜井内环境的污染，改善了工人作业环境。同时有轨运输出碴更加迅速，运输安全，卸料快速。2.机械化组合，合理经济：在设备选型、布置和安装中，按照合理的作业工序流程，使绞车房、天轮架、卸碴栈桥、运输轨道、矿车、挖掘机、开挖台车等作业设备科学配置，提升了机械化程度，使组合更加合理、经济。3.设备改装，增强适用性：考虑到斜井坡度大，一般的轮式开挖台车和喷浆机已不能满足施工需求，为此将135挖掘机底盘替换到开挖台车上，履带式行走替换轮式行走。同时将喷浆机的轮式行走改装成轨式行走，方面砼运输和斜井衬砌喷浆支护。通过适当的改装，提高了斜井施工配套机械的适用性，加快了施工进度。4.可视化监控，信息化施工：在运用现代信息技术手段，在斜井内安装视频监控，并设立24小时值班制的监控指挥室，对斜井内部情况进行实时监控，确保提升矿车在提升过程中的施工安全。5.引入PLC控制，提升矿井提升机性能：为提升斜井施工作业的经济效益和社会效益，解决出本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大坡度斜井机械化配套施工设备，包括改装开挖台车，其特征在于，所述改装开挖台车包括PC160挖掘机底盘总成、斜井开挖平台和驾驶仓(2)，所述驾驶仓(2)位于PC160挖掘机底盘总成的一侧外壁上，且PC160挖掘机底盘总成包括履带组件(1)、底盘、油压泵(4)、分配阀(3)和低速电机(5)，所述履带组件(1)对称分布在底盘的底端两边外壁上，且油压泵(4)的端部连接有油管，所述油管的端部连接有分配阀(3)，所述低速电机(5)的输出端和油压泵(4)的端部相连接，所述斜井开挖平台包括钢立柱(7)、纵钢梁(8)和防滑钢筋网片(12)，且钢立柱(7)、纵钢梁(8)之间通过纵横交错形成固定结构，且防滑钢筋网片(12)的底端外壁固定连接在钢立柱(7)、纵钢梁(8)的固定连接面外壁上。/n

【技术特征摘要】
1.一种大坡度斜井机械化配套施工设备，包括改装开挖台车，其特征在于，所述改装开挖台车包括PC160挖掘机底盘总成、斜井开挖平台和驾驶仓(2)，所述驾驶仓(2)位于PC160挖掘机底盘总成的一侧外壁上，且PC160挖掘机底盘总成包括履带组件(1)、底盘、油压泵(4)、分配阀(3)和低速电机(5)，所述履带组件(1)对称分布在底盘的底端两边外壁上，且油压泵(4)的端部连接有油管，所述油管的端部连接有分配阀(3)，所述低速电机(5)的输出端和油压泵(4)的端部相连接，所述斜井开挖平台包括钢立柱(7)、纵钢梁(8)和防滑钢筋网片(12)，且钢立柱(7)、纵钢梁(8)之间通过纵横交错形成固定结构，且防滑钢筋网片(12)的底端外壁固定连接在钢立柱(7)、纵钢梁(8)的固定连接面外壁上。


2.根据权利要求1所述的一种大坡度斜井机械化配套施工设备，其特征在于，所述斜井开挖平台的顶部外壁上的纵钢梁(8)端部设有端头防撞挡块(10)。


3.根据权利要求2所述的一种大坡度斜井机械化配套施工设备，其特征在于，所述驾驶仓(2)的四角处和斜井开挖平台的连接处固定连接有梁上矮支柱(9)，且梁上矮支柱(9)的另一端和斜井开挖平台的底端纵钢梁(8)之间设有横梁斜撑(11)。


4.根据权利要求1所述的一种大坡度斜井机械化配套施工设备，其特征在于，所述PC160挖掘机底盘总成的控制端和低速电机(5)相连接。


5.如权利要求1所述的一种大坡度斜井机械化配套施工设备的施工方法，其特征在于大坡度斜井机械化配套施工设备的施工方法是按照以下步骤进行的：
S1：施工准备：
1)矿井提升机选型；
2)矿用提升机布置与安装；
3)架设卸碴栈桥；
4)施工中风、水、电、人行步道布设；
5)轨道铺设；
S2：超前预报：为保证对斜井掌子面前方地质超前预报的准确性，本工法采用地质雷达、TSP303和超前钻孔三种方式综合运用，以达到精准预报的目的；
S3：测量定位：采用全站仪对斜井进行测量放样，然后安装激光定向仪，全站仪检核并调整激光定向仪的位置，使其光束与全站仪放出的点在同一位置上，利用激光定向仪对爆破孔精确定位；
S4：钻孔爆破：采用“定人定位”的方式作业，斜井施工的装药及联网方式基本与同其他隧道掌子面施工方式相同，不同点在于起爆方式，由于杂感电流影响，为确保安全，采用抗静电电雷管起爆，抗水乳化炸药光面爆破；
S5：轨道及设备检查：在每次爆破完后，应及时检查斜井内安装的轨道、配置的信号及视频监控系统，保证在出碴时施工人员的安全；
S6：扒碴、出碴：对斜井内安装的轨道、监控设备进行查完毕后，采用挖掘机扒碴，侧翻式矿车装碴，矿用提升机出碴时，在洞外...

【专利技术属性】
技术研发人员：李良平，杨帆，刘书丞，杜小平，刁吉，张明伟，周波，王聪伟，郭沙沙，孙斌，梁月炼，
申请(专利权)人：李良平，
类型：发明
国别省市：重庆;50