一种与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统的制作方法

本发明涉及竖井掘进施工机械设备技术领域，尤其是涉及一种与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统。

背景技术：

随着国民经济的发展，近年来城市轨道交通建设和城市地下管廊建设发展迅猛。在地下工程建造，比如盾构始发接受竖井、采矿竖井、隧道通风竖井、地下防御工事竖井、地下停车场、矿山巷道、交通隧道等地下工程建设中，为了保证施工的顺利进行，需要开凿用于运输物资及通风的竖井。竖井的上端连通地面，竖井的下端连通巷道或者隧道。竖井掘进是由地面垂直向下挖掘竖井(又称立井)的施工过程。目前，动力头式工程钻机、竖井钻机等主要采用正循环+气举式洗井方式，在钻井过程中通过往井内注水，利用刀盘旋转带动泥浆转动，将泥浆钻排入泥浆池，泥浆通过净化池沉淀净化后重新流入井内，并冲洗工作面，在钻进一定深度后再才能通过混合气液压差为动力进行排渣，存在初期钻井无法排渣的问题。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统，所述的下沉法竖井掘进机包括有掘进机架、钻臂、用于带动钻臂作旋转运动的主驱动装置、钻具、带动钻具作旋转运动的副驱动装置，主驱动装置安装在掘进机架上且位于掘进机架中部，主驱动装置连接于位于掘进机架下方的钻臂上，钻臂上安装至少两个副驱动装置，副驱动装置与位于钻臂下方的钻具连接；洗井排渣系统包括渣浆泵和泥浆管路，渣浆泵固定安装在竖井掘进机的主驱动装置上部，泥浆管路的上端通过第一回转接头与渣浆泵的吸浆口连接，泥浆管路的下端依次穿过主驱动装置、钻臂后连接三通接头的一端，三通接头的另外两端分别连接有分支管路，副驱动装置顶部安装有第二回转接头，分支管路的下端通过第二回转接头与副驱动装置内的连接管一端连接，连接管另一端穿过副驱动装置、钻具后通过分流接头连接有分流管路，分流管路的下端与钻具下部的多个吸渣口连接。

所述的与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统，其渣浆泵的出口端通过排浆管与地面上的泥水分离设备连接。

由于采用如上所述的技术方案，本发明具有如下优越性：

该与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统，其结构简单，钻进速度不受出渣的限制，通过渣浆泵进行直接排渣，并通过控制渣浆泵运行参数来调整出渣量，利用渣浆泵泵吸循环，及时将破碎后的岩土通过泥浆作为载体输送到井外，经分离后泥浆返回井内循环再次使用，有效提高了洗井效率，提高了掘进机的钻进效率及钻具寿命，提高了生产效率。

该与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统，其采用井内泥浆与竖井周围水压平衡的原理，在井底无管片位置起到护壁防止坍塌的作用，与传统凿井施工方案类比，不需要在竖井周围进行专门的止水和防水工序，以及过程中的临时支护作业，有效降低了施工成本，缩短施工工期。

附图说明

图1是本发明与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统的结构示意图；

图中：1－排浆管；2－主驱动装置；3－泥浆管路；4－钻臂；5－钻具；6－三通接头；7－分支管路；8－连接管；9－分流管路；10－吸渣口；11－副驱动装置；12－第二回转接头；13－掘进机架；14－渣浆泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步详细说明。

如图1所示，该与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统，所述的下沉法竖井掘进机包括有掘进机架13、钻臂4、用于带动钻臂作旋转运动的主驱动装置2、钻具5、带动钻具作旋转运动的副驱动装置11，主驱动装置2安装在掘进机架13上且位于掘进机架中部，主驱动装置连接位于掘进机架下方的钻臂4中部，钻臂上安装至少两个副驱动装置11，副驱动装置与位于钻臂下方的钻具5连接；洗井排渣系统包括渣浆泵14和泥浆管路3，渣浆泵固定安装在竖井掘进机的主驱动装置2上部，泥浆管路3的上端通过第一回转接头与渣浆泵14的吸浆口连接，泥浆管路的下端依次穿过主驱动装置2、钻臂4后连接三通接头6的一端，三通接头的另外两端分别连接有分支管路7，副驱动装置11顶部安装有第二回转接头12，分支管路的下端通过第二回转接头与副驱动装置内的连接管8一端连接，连接管另一端穿过副驱动装置11、钻具5后通过分流接头连接有分流管路9，分流管路的下端与钻具下部的多个吸渣口10连接；渣浆泵的出口端通过排浆管1与地面上的泥水分离设备连接。

钻具在副驱动装置的带动下旋转掘进，吸渣口也随之旋转，掘进产生的泥渣、岩屑与注入井内的水在钻具的搅动下形成泥浆液，在渣浆泵的作用下，钻具下部的多个吸渣口10同时开始吸渣，覆盖竖井半径内的所有渣量，泥浆由钻具下部的多个吸渣口10依次经分流管路9、连接管8、第二回转接头12、分支管路7、三通接头6进入泥浆管路3，再通过第一回转接头、渣浆泵14、排浆管1进入地面上的泥水分离设备中进行处理；当钻进到一定深度后，利用气举方式进行洗井排渣，即停止渣浆泵14运行或直接将其拆除，在排浆管1中注入压缩空气，降低泥浆管路3内泥浆的密度，使泥浆管路内外形成压差，将泥浆提升到洞外，经分离沉淀后泥水返回井内循环使用，在泥浆不断的搅动过程中能够及时起到平衡竖井周围水压作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，而非对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明的专利保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开一种与下沉法竖井掘进机配套的洗井排渣系统，下沉法竖井掘进机包括掘进机架、钻臂、钻具、主、副驱动装置，主驱动装置安装在掘进机架上，主驱动装置连接在钻臂上，钻臂上安装至少两个副驱动装置，副驱动装置与钻具连接；洗井排渣系统包括渣浆泵，渣浆泵固装在主驱动装置上部，泥浆管路上端经第一回转接头与渣浆泵吸浆口连接，下端穿过主驱动装置、钻臂后连接三通接头一端，三通接头另两端分别接有分支管路，分支管路通过副驱动装置顶部的第二回转接头与内部的连接管一端连接，连接管另一端穿过副驱动装置、钻具后连接分流管路，分流管路下端与钻具下部多个吸渣口连接。本发明有效提高了洗井效率，提高了生产效率。

技术研发人员：郑立宁;高随芹;朱文汇;孟永红;荆伟;陈俊文;胡熠;赵红红;胡怀仁;史永胜
受保护的技术使用者：中建地下空间有限公司;中信重工机械股份有限公司
技术研发日：2018.12.06
技术公布日：2019.03.19