[發(fā)明專利]一種豎井刀盤、掘進系統(tǒng)以及掘進方法

在審

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• 申請日: 2022-08-22
• 公開（公告）號: CN115341905A
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設計）人: 劉飛香;文威;姚滿;范嵐;劉學;陳亮;丁張飛;馬海成;唐崇茂
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鐵建重工集團股份有限公司
• 主分類號: E21D1/03
• 分類號: E21D1/03;E21D1/06;E21D1/08;E21D5/04
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務所(普通合伙) 43214
• 代理人: 李杰強;周曉艷

1.一種豎井刀盤，其特征在于，包括刀架主體(1)、外徑刀盤組件(2)以及中心刀盤組件(3)；

外徑刀盤組件(2)以及中心刀盤組件(3)均設置在刀架主體(1)上；

沿豎井刀盤的徑向，外徑刀盤組件(2)位于中心刀盤組件(3)靠近井壁的一側(cè)，通過中心刀盤組件(3)和外徑刀盤對掌子面進行分級開挖；

外徑刀盤組件(2)包括內(nèi)刀盤(2.1)、外刀盤(2.2)、第一伸縮件(2.3)以及第二伸縮件(2.4)；

內(nèi)刀盤(2.1)以及外刀盤(2.2)上均設置有用于掘進的第一刀具(2.a)；第一伸縮件(2.3)的兩端分別連接內(nèi)刀盤(2.1)和刀架主體(1)，第一伸縮件(2.3)的伸縮方向與內(nèi)刀盤(2.1)的掘進方向一致；所述外刀盤(2.2)活動設置在內(nèi)刀盤(2.1)上，第二伸縮件(2.4)的兩端分別連接外刀盤(2.2)和內(nèi)刀盤(2.1)，通過第二伸縮件(2.4)伸縮實現(xiàn)外徑刀盤組件(2)變徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的豎井刀盤，其特征在于，所述刀架主體(1)包括中心筒(1.1)以及刀梁(1.2)；多組刀梁(1.2)沿中心筒(1.1)的周向等距固定在中心筒(1.1)上，外徑刀盤組件(2)一一對應設置在刀梁(1.2)上；中心刀盤組件(3)同軸固定在中心筒(1.1)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的豎井刀盤，其特征在于，所述刀梁(1.2)上固定設置有導向筒(4)；第一伸縮件(2.3)同軸設置在導向筒(4)內(nèi)，且第一伸縮件(2.3)的一端鉸接導向筒(4)的內(nèi)壁或刀梁(1.2)的內(nèi)壁，第一伸縮件(2.3)的伸縮端與內(nèi)刀盤(2.1)固定連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的豎井刀盤，其特征在于，所述導向筒(4)的內(nèi)周壁與第一伸縮件(2.3)的外壁之間設置有密封件。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項所述的豎井刀盤，其特征在于，所述外徑刀盤組件(2)還包括設置在內(nèi)刀盤(2.1)上的擋板(2.5)，擋板(2.5)用于外刀盤(2.2)的豎向限位。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的豎井刀盤，其特征在于，所述中心刀盤組件(3)包括中心刀盤(3.1)以及伸縮結(jié)構(gòu)(3.2)；伸縮結(jié)構(gòu)(3.2)設置在中心刀盤(3.1)和中心筒(1.1)之間，伸縮結(jié)構(gòu)(3.2)的伸縮方向與掘進方向一致；中心刀盤(3.1)上設置有用于掘進的第二刀具(3.a)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的豎井刀盤，其特征在于，中心刀盤(3.1)的切割外徑大于或等于內(nèi)刀盤(2.1)的切割內(nèi)徑，且中心刀盤(3.1)與內(nèi)刀盤(2.1)在掘進方向錯位設置。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的豎井刀盤，其特征在于，所述中心刀盤組件(3)還包括錐形刀盤(3.3)；錐形刀盤(3.3)同軸設置在中心刀盤(3.1)上；所述中心刀盤(3.1)遠離掌子面的背部設置有攪拌棒(3.4)。

9.一種掘進系統(tǒng)，其特征在于，包括驅(qū)動主體(6)、截割設備(8)以及權(quán)利要求6所述的豎井刀盤；驅(qū)動主體(6)支撐于豎井內(nèi)，用于驅(qū)動截割設備(8)以及豎井刀盤轉(zhuǎn)動；截割設備(8)以及豎井刀盤均可拆卸安裝在驅(qū)動主體(6)上。

10.一種掘進方法，其特征在于，使用權(quán)利要求9所述的掘進系統(tǒng)，具體如下：

當在軟巖地層施工時，在驅(qū)動主體(6)上安裝截割設備(8)，驅(qū)動主體(6)使用截割設備(8)在井內(nèi)掘進；

當遇到硬巖地層時，驅(qū)動主體(6)上提，將截割設備(8)拆除，并將豎井刀盤安裝在驅(qū)動主體(6)上，驅(qū)動主體(6)下放至指定工位進行硬巖分級掘進，分級掘進具體如下：

第一步：豎井刀盤的第一伸縮件(2.3)帶動內(nèi)刀盤(2.1)向下伸出，內(nèi)刀盤(2.1)在掌子面上切割出環(huán)槽，當環(huán)槽到達指定深度后，第一伸縮件(2.3)縮回；

第二步：第二伸縮件(2.4)帶動外刀盤(2.2)伸出，外徑刀盤組件(2)的切割直徑增大；第一伸縮件(2.3)帶動內(nèi)刀盤(2.1)和外刀盤(2.2)向下掘進至指定深度，實現(xiàn)環(huán)槽擴徑后，第二伸縮件(2.4)帶動外刀盤(2.2)收回，第一伸縮件(2.3)帶動內(nèi)刀盤(2.1)和外刀盤(2.2)縮回；

第三步：中心刀盤組件(3)的伸縮結(jié)構(gòu)(3.2)帶動中心刀盤(3.1)對環(huán)槽中心區(qū)域進行掘進，掘進至指定深度后，管片(7)下沉，驅(qū)動主體(6)隨之下沉；

第四步：重復上述第一步至第三步，直至當前的硬巖地層路段掘進完畢。