本发明属于煤矿悬臂式掘进机，具体涉及一种煤矿井筒施工用掘装一体机及井筒施工方法。
背景技术：
1、我国煤矿竖井钻爆法施工过程中高度依赖火工品，但火工品生产和使用全流程从严监管，受火工品供应的不确定因素影响，对一些矿区或竖井工程正常施工、施工成本控制、如期履约等造成了极大困难，建井工期出现不可控因素愈发凸显，成为制约煤矿企业跨越式发展的卡脖子工程。而竖井作业空间有限，现有的工程臂履带式铣挖机不适用于立井快速施工。因此，需要提出一种煤矿井筒施工用掘装一体机及井筒施工方法，以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种煤矿井筒施工用掘装一体机及井筒施工方法，其结构设计合理，通过在机身架体上部设置回转平台，并在回转平台上安装破碎扒装机构和铣挖机构，使得整个掘装一体机具有体积小，机身重，重心低，工效高等特点，并且集底板铣刨、扒装物料撬毛修边等功能为一体，能很好的适用与立井快速施工。
2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种煤矿井筒施工用掘装一体机，包括机身架体、设置在机身架体底部的履带行走机构以及设置在机身架体上部的回转平台，所述回转平台上设置有破碎扒装机构和铣挖机构，所述机身架体的一端设置有推土板机构，所述回转平台上设置有与所述破碎扒装机构相匹配的破碎扒装操作台以及与所述铣挖机构相匹配的铣挖操作台；
3、所述破碎扒装机构由第一液压系统控制，所述破碎扒装机构包括铰接安装在回转平台上的破碎扒装机械臂，所述破碎扒装机械臂上安装有扒斗和可拆卸的破碎锤；
4、所述铣挖机构由第二液压系统控制，所述铣挖机构包括铰接安装在回转平台上的铣挖臂和安装在铣挖臂前端的铣挖头。
5、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述破碎扒装机械臂包括铰接安装在回转平台上的大臂和铰接在大臂端部的斗杆，所述扒斗铰接安装在斗杆的端部，所述破碎锤铰接安装在斗杆上。
6、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述第一液压系统控制包括大臂液压缸、斗杆液压缸、扒斗液压缸和破碎锤液压缸，所述大臂液压缸的缸体铰接安装在回转平台上，所述大臂液压缸的柱塞端铰接安装在大臂上，所述斗杆液压缸的缸体铰接安装在大臂上，所述斗杆液压缸的柱塞端铰接安装在斗杆的端部。
7、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述扒斗上设置有扒斗铰接座，所述扒斗铰接座的一端与斗杆的端部铰接，所述扒斗铰接座的另一端与斗杆之间设置有扒斗连杆组件，所述扒斗连杆组件包括通过扒斗销轴连接的两个扒斗二连杆，所述扒斗二连杆的两端分别与扒斗铰接座和斗杆铰接，所述扒斗销轴连接在两个扒斗二连杆中间的铰轴上，所述扒斗液压缸的缸体铰接安装在斗杆上，所述扒斗液压缸的柱塞端连接在扒斗销轴上。
8、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述破碎锤的后端通过连杆铰接在斗杆上，所述破碎锤的中部通过破碎锤连杆组件与斗杆连接，所述破碎锤连杆组件包括通过破碎锤销轴连接的两个破碎锤二连杆，所述破碎锤二连杆的两端分别与破碎锤和斗杆铰接连接，所述破碎锤销轴连接在两个破碎锤二连杆中间的铰轴上；
9、所述破碎锤液压缸的数量为两个，两个所述破碎锤液压缸的缸体分别铰接在斗杆的两侧，两个所述破碎锤液压缸的柱塞端均连接在破碎锤销轴上。
10、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述铣挖头上固定有回转座，所述回转座的一端铰接在铣挖臂的端部，所述回转座的另一端铰接有连接件，所述连接件通过两个连杆与铣挖臂连接。
11、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述第二液压系统包括两个铣挖臂液压缸和两个铣挖头液压缸，所述铣挖臂液压缸的缸体铰接在回转平台上，所述铣挖臂液压缸的柱塞端铰接在铣挖臂上，所述铣挖头液压缸的缸体铰接在铣挖臂上，所述铣挖头液压缸的柱塞端铰接在连接件上。
12、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述回转平台通过回转支承安装在机身架体上。
13、上述的一种煤矿井筒施工用掘装一体机，所述推土板机构包括铰接在机身架体一端的推土板以及用于带动推土板摆动的推土板油缸。
14、同时，本发明还公开了一种采用煤矿井筒施工用掘装一体机进行井筒施工的方法，采用掘装一体机进行井筒的施工时，由上至下分多层进行施工，每一层的施工方法均相同，每一层的施工均包括以下步骤：
15、步骤一、铣挖井筒左半边：将掘装一体机移动至初始位置，并以待施工井筒中心为原点，建立平面坐标系（x,y），使掘装一体机的履带行走机构沿x轴方向布设，采用铣挖机构沿x轴方向依次分多个区域完成井筒左半边的50mm～100mm深度的铣挖，当一个区域铣挖完成后，进行下一个区域的铣挖时，通过履带行走机构使掘装一体机右移设定距离；
16、多个所述区域分别包括最左侧的左侧侧部环形区域、左侧弓形区域以及设置在左侧侧部环形区域和左侧弓形区域之间的多个左侧中间环形区域；
17、所述左侧侧部环形区域、左侧中间环形区域和左侧弓形区域的圆心以及回转平台的中心均在x轴的轴线上；
18、步骤二、井筒左侧出渣：使回转平台回转180°，通过履带行走机构带动掘装一体机移动，采用破碎扒装机械臂和扒斗将铣挖作业的渣料装载至吊桶内，并起吊至井面；
19、步骤三、铣挖井筒右半边：按照步骤一的方法完成井筒右半边铣挖；
20、步骤四、井筒右侧出渣：按照步骤二的方法完成井筒右侧出渣；
21、步骤五、铣挖井筒前侧及后侧剩余区域：通过履带行走机构带动掘装一体机移动，使掘装一体机的履带行走机构沿y轴方向布设，并使回转平台的中心在y轴的轴线上，控制回转平台回转，并采用铣挖机构完成井筒前侧及后侧剩余区域的铣挖；
22、步骤六、井筒壁修圆：通过履带行走机构带动掘装一体机移动，并控制回转平台回转，以带动破碎锤对铣挖的井筒壁根部未铣挖到的部分进行破碎清渣处理，以完成对井筒壁的修圆。
23、本发明与现有技术相比具有以下优点：
24、1、本发明通过在机身架体上部设置回转平台，并在回转平台上安装破碎扒装机构和铣挖机构，使得整个掘装一体机具有体积小，机身重，重心低，工效高等特点，并且集底板铣刨、扒装物料撬毛修边等功能为一体，能很好的适用与立井快速施工。
25、2、本发明通过在回转平台上设置破碎扒装操作台和铣挖操作台，可对破碎扒装操作台和铣挖操作台分别进行操控，进而便于同步进行扒装破碎与铣挖施工，能有效提升施工效率。
26、3、本发明通过采用履带行走机构，可适应井下复杂地形，确保设备在狭窄、倾斜的巷道中灵活移动，减少作业盲区。
27、综上所述，本发明结构设计合理，通过在机身架体上部设置回转平台，并在回转平台上安装破碎扒装机构和铣挖机构，使得整个掘装一体机具有体积小，机身重，重心低，工效高等特点，并且集底板铣刨、扒装物料撬毛修边等功能为一体，能很好的适用与立井快速施工。
28、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。