井道悬挂挖掘设备及使用方法与流程

本发明属于井道设备领域，尤其涉及一种道悬挂挖掘设备及使用方法。

背景技术：

1、在抽水蓄能电站建设过程中，井道(包括斜井和直立井)一般是选在坚硬的岩石基体的山体上挖掘的。开凿过程是先用设备打一个小孔的导井(直径1～2.5米)，然后采用爆破的方式从上到下逐段的扩大导井(一般扩大到6～9米直径)，最终形成井道。如图8所示，在爆破的过程中会产生大约五十立方米的碎石头，现在都是依靠人工用手拿着一个木棍或者铁锹进行清理这些碎石头，工人站在导井的顶部清理碎石头，碎石头经台车运输出去，台车的轨道随着爆破扩井的过程而铺设，使台车的下降行程可以增加。

2、在施工过程中发现如下问题：

3、第一、由于导井洞壁光滑，且距洞底高度达，有时候甚至可以达到数百米，工人施工时非常危险。

4、第二、人工清理碎石不但给工人带来巨大的劳动强度，还效率低下，每一次爆破后，以5个工人同时清理，仍需要四个小时以上的时间。

5、第三、在碎石清理过程中，伴随有大量的石粉，被工人吸入后易引起尘肺病等职业病。

6、第四、由于清理碎石具有的高危性、需要高的劳动强度且环境恶劣，只有付出足够高的工资才能请到工人，人工成本较大。

7、综上，现有井道挖掘存在危险性高、工人劳动强度大、效率低、易引起工人职业病和人工成本较大的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于，提供一种井道悬挂挖掘设备及使用方法。本发明具有可以降低井道挖掘危险性、降低工人劳动强度、提高效率，避免引起工人职业病和降低人工成本的优点。

2、本发明的技术方案：井道悬挂挖掘设备，包括机身，机身内设有控制系统，机身外侧周向上设有多个伸缩腿，机身的底部设有下旋转机构，下旋转机构通过挖掘臂连接挖斗，伸缩腿、下旋转机构和挖掘臂均连接控制系统。

3、前述的井道悬挂挖掘设备中，所述伸缩腿包括第一伸缩管，第一伸缩管的内侧端与机身铰接，第一伸缩管内设有第二伸缩管，第二伸缩管的外侧端伸出第一伸缩管，第一伸缩管的一侧设有第一油缸，第一油缸的缸体尾端与第一伸缩管铰接，第一油缸的伸缩端与第二伸缩管铰接，第一油缸连接控制系统。

4、前述的井道悬挂挖掘设备中，所述第二伸缩管内设有第三伸缩管，第三伸缩管的外侧端伸出第二伸缩管并设有齿形板，第三伸缩管的外侧端设有限位板。

5、前述的井道悬挂挖掘设备中，所述第三伸缩管上设有两个互为平行的齿形板，两个齿形板之间设有支撑板。

6、前述的井道悬挂挖掘设备中，所述伸缩腿的内侧设有第二油缸，第二油缸的本体尾端与机身铰接，第二油缸的的伸缩端与第一伸缩管铰接，第二油缸连接控制系统。

7、前述的井道悬挂挖掘设备中，所述下旋转机构包括位于机身底部的下大齿轮，下大齿轮连接挖掘臂，下大齿轮内设有下轴孔，下轴孔内设有与机身固定的下转轴，下大齿轮与下转轴轴承连接，下大齿轮的一侧设有下小齿轮，机身内设有输出端连接下小齿轮的下电机，下电机连接控制系统。

8、前述的井道悬挂挖掘设备中，所述机身的上方设有吊架，吊架与机身之间设有上旋转机构，吊架的外侧设有多个均向外延伸的吊杆，吊杆的外侧端设有吊装孔。

9、前述的井道悬挂挖掘设备中，所述上旋转机构包括位于机身顶部的上大齿轮，上大齿轮与吊架固定，上大齿轮内设有上轴孔，上轴孔内设有与机身固定的上转轴，上大齿轮与上转轴轴承连接，上大齿轮的一侧设有上小齿轮，机身内设有输出端连接上小齿轮的上电机，上电机连接控制系统。

10、井道悬挂挖掘设备的使用方法，将挖掘设备悬挂在台车的下方，随着台车的升降而升降，通过伸缩腿将挖掘设备固定在井道内，通过挖掘臂控制挖斗将碎石头清理出来。

11、前述的使用方法中，所述挖掘设备从井道外侧穿过台车时，收缩腿处于最短状态，并旋转至机身的下方。

12、与现有技术相比，本发明利用机械设备替代人工清理碎石块，减少工人在井道内的停留，工人可以在井道外或者台车上进行操作，降低施工危险性，避免引起工人如尘肺病等职业病，且极大的降低了劳动强度。本发明与台车配合，悬挂在台车下方，利用可以周向旋转和径向移动的挖斗清理碎石块，可以极大的提高清理效率，以一次爆破产生五十立方的碎石块为例，只需要一个操作人员花费一个小时时间即可完成清理，效率高，且极大的降低了人工成本。因此，本发明具有可以降低井道挖掘危险性、降低工人劳动强度、提高效率，避免引起工人职业病和降低人工成本的优点。

13、此外，通过在吊架与机身之间设置旋转机构，使机身可以旋转，从而改变伸缩腿的指向，使挖掘设备可以选择合适的固定点固定在井道壁上，并以齿形板怎家伸缩腿与井道之间的摩擦力，使挖掘设备的固定更加可靠，可以为挖掘臂提供更好的支撑，一次可以挖取更多的碎石块，进一步的提高清理效率。通过在伸缩腿上设置油缸，使伸缩腿可以翻转，折叠到机身的下方，降低挖掘设备非工作状态下的体积，便于挖掘设备进出台车以及储藏。伸缩腿具有三级伸缩管，伸缩范围大，可以进一步的降低挖掘设备非工作状态下的体积。

技术特征：

1.井道悬挂挖掘设备，其特征在于：包括机身(1)，机身(1)内设有控制系统，机身(1)外侧周向上设有多个伸缩腿(2)，机身(1)的底部设有下旋转机构(3)，下旋转机构(3)通过挖掘臂(4)连接挖斗(5)，伸缩腿(2)、下旋转机构(3)和挖掘臂(4)均连接控制系统。

2.根据权利要求1所述的井道悬挂挖掘设备，其特征在于：所述伸缩腿(2)包括第一伸缩管(20)，第一伸缩管(20)的内侧端与机身(1)铰接，第一伸缩管(20)内设有第二伸缩管(21)，第二伸缩管(21)的外侧端伸出第一伸缩管(20)，第一伸缩管(20)的一侧设有第一油缸(22)，第一油缸(22)的缸体尾端与第一伸缩管(20)铰接，第一油缸(22)的伸缩端与第二伸缩管(21)铰接，第一油缸(22)连接控制系统。

3.根据权利要求2所述的井道悬挂挖掘设备，其特征在于：所述第二伸缩管(21)内设有第三伸缩管(23)，第三伸缩管(23)的外侧端伸出第二伸缩管(21)并设有齿形板(24)，第三伸缩管(23)的外侧端设有限位板(25)。

4.根据权利要求3所述的井道悬挂挖掘设备，其特征在于：所述第三伸缩管(23)上设有两个互为平行的齿形板(24)，两个齿形板(24)之间设有支撑板(26)。

5.根据权利要求2所述的井道悬挂挖掘设备，其特征在于：所述伸缩腿(2)的内侧设有第二油缸(27)，第二油缸(27)的本体尾端与机身(1)铰接，第二油缸(27)的的伸缩端与第一伸缩管(20)铰接，第二油缸(27)连接控制系统。

6.根据权利要求1所述的井道悬挂挖掘设备，其特征在于：所述下旋转机构(3)包括位于机身(1)底部的下大齿轮(30)，下大齿轮(30)连接挖掘臂(4)，下大齿轮(30)内设有下轴孔，下轴孔内设有与机身(1)固定的下转轴(31)，下大齿轮(30)与下转轴(31)轴承连接，下大齿轮(30)的一侧设有下小齿轮(32)，机身(1)内设有输出端连接下小齿轮(32)的下电机(33)，下电机(33)连接控制系统。

7.根据权利要求6所述的井道悬挂挖掘设备，其特征在于：所述机身(1)的上方设有吊架(6)，吊架(6)与机身(1)之间设有上旋转机构(7)，吊架(6)的外侧设有多个均向外延伸的吊杆(60)，吊杆(60)的外侧端设有吊装孔(61)。

8.根据权利要求7所述的井道悬挂挖掘设备，其特征在于：所述上旋转机构(7)包括位于机身(1)顶部的上大齿轮(70)，上大齿轮(70)与吊架(6)固定，上大齿轮(70)内设有上轴孔，上轴孔内设有与机身(1)固定的上转轴(71)，上大齿轮(70)与上转轴(71)轴承连接，上大齿轮(70)的一侧设有上小齿轮(72)，机身(1)内设有输出端连接上小齿轮(72)的上电机(73)，上电机(73)连接控制系统。

9.根据权利要求1至8所述的井道悬挂挖掘设备的使用方法，其特征在于：将挖掘设备悬挂在台车(8)的下方，随着台车(8)的升降而升降，通过伸缩腿(2)将挖掘设备固定在井道内，通过挖掘臂(4)控制挖斗(5)将碎石头清理出来。

10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于：所述挖掘设备从井道外侧穿过台车(8)时，收缩腿处于最短状态，并旋转至机身(1)的下方。

技术总结
本发明公开了一种井道悬挂挖掘设备及使用方法，包括机身，机身内设有控制系统，机身外侧周向上设有多个伸缩腿，机身的底部设有下旋转机构，下旋转机构通过挖掘臂连接挖斗，伸缩腿、下旋转机构和挖掘臂均连接控制系统；所述伸缩腿包括第一伸缩管，第一伸缩管的内侧端与机身铰接，第一伸缩管内设有第二伸缩管，第二伸缩管的外侧端伸出第一伸缩管，第一伸缩管的一侧设有第一油缸，第一油缸的缸体尾端与第一伸缩管铰接，第一油缸的伸缩端与第二伸缩管铰接，第一油缸连接控制系统。本发明具有可以降低井道挖掘危险性、降低工人劳动强度、提高效率，避免引起工人职业病和降低人工成本的优点。

技术研发人员：吴栋,何少云,张帅,史作言,刘孝轩,唐骁
受保护的技术使用者：国网新源控股有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15