一种引水斜井快速出渣装置及方法与流程

本发明属于发电引水洞斜井开挖施工，具体涉及一种引水斜井快速出渣装置及方法。

背景技术：

1、常规水电不仅是可再生、环境友好型的电力，而且对减少二氧化碳排放和大气污染，防止全球气候变暖都有积极作用。世界上发达国家在其发展过程中，一般都竟先开发水电，至70年代末水电开发利用程度大都已较高，我国水电发展已成熟，水电在国家电力资源有着不可替代的支撑作用。常规水力电站由水库、引水系统、厂房系统、尾水系统，其中引水系统由进口闸井、引水上平洞、引水斜井及引水下平洞组成。

2、现有引水斜井出渣方式一般是采用大倾角扒渣机直接出渣或有轨矿车出渣。采用大倾角扒渣机出渣时，设备投入大，扒渣机自重较大，需要使用大起重量的卷扬机进行提升；扒渣机出渣前提条件斜井角度需小于30°，角度大将增加施工风险；斜井空间受限掌子面石渣无法彻底清除干净，需人工配合清渣。采用有轨矿车出渣方式时，斜井开挖一层需铺设一段轨道，轨道投入大，斜井轨道铺设难度大，安全风险高；临近掌子面的轨道在出渣完成后需拆除，耗时耗力。因此，需要提出一种引水斜井快速出渣装置及方法。

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，提供一种引水斜井快速出渣装置，其结构设计合理，施工方法简便，通过使出渣车具有橡胶轮行走机构和轨道轮行走机构，能有效降低轨道铺设工程量，并通过可自动卸料的卸料系统，能够减少斜井出渣繁琐的施工工序，缩短出渣时间，能有效提高施工效率，降低施工安全风险，并且能有效解决斜井开挖过程中掌子面轨道安拆的问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：包括出渣车、用于使出渣车自动卸料的卸料系统、设置在斜井的上弯段的上弯段轨道系统以及设置在斜井的上平段的出渣车牵引提升系统；

3、所述出渣车包括车体、转动安装在车体上的卸料斗、设置在车体底部且用于在斜井的斜直段地面上行走的橡胶轮行走机构以及设置在车体底部且与所述上弯段轨道系统相配合的轨道轮行走机构；

4、所述上弯段轨道系统包括轨道支撑结构和设置在所述轨道支撑结构上部的轨道，所述轨道由靠近斜直段的一端向远离斜直段的一端逐渐向上倾斜；

5、所述卸料系统包括两个分别安装在卸料斗两侧的齿轮和两个对称设置在所述轨道支撑结构上远离斜直段一端上部的卸料架，两个所述卸料架上相靠近的一侧均安装有与所述齿轮相配合的齿条；

6、所述出渣车牵引提升系统包括设置在上平段的卷扬机，所述卷扬机的钢丝绳与车体连接。

7、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述车体包括车体底盘和两个对称设置在车体底盘左右两侧的侧部支撑，所述卸料斗的两侧分别通过一个转轴与两个侧部支撑转动连接，两个所述转轴同轴布设，两个所述齿轮分别安装在两个所述转轴上。

8、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述橡胶轮行走机构包括三个橡胶轮，所述轨道轮行走机构包括四个轨道轮，所述轨道轮的底部高于橡胶轮的底部布设。

9、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述车体上设置有供卷扬机的钢丝绳连接的卡环。

10、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述轨道包括两条对称布设在轨道支撑结构两侧上部的导轨，所述导轨包括圆弧导轨段和连接在圆弧导轨段上端的斜直导轨段，所述圆弧导轨段的下端与斜直段相切，所述圆弧导轨段的上端与斜直导轨段相切。

11、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述轨道支撑结构包括两个对称布设在上弯段两侧的轨道支撑架，每个所述轨道支撑架均包括多个长度依次递增的斜向支撑，相邻两个所述斜向支撑之间设置有剪刀撑，每个所述斜向支撑的上端均设置有供轨道架设的横向支撑。

12、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述轨道支撑结构上靠近斜直段的一端设置有用于对所述橡胶轮行走机构进行导向的导向托辊。

13、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述卸料架包括两个沿轨道的延伸方向依次布设的立柱，两个立柱的上端之间连接有纵向连接杆，所述纵向连接杆的一侧设置有齿条安装架，所述齿条固定在齿条安装架的底部。

14、上述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述上平段上设置有供卷扬机安装的卷扬机安装支架。

15、同时，本发明还公开了一种斜井快速出渣的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

16、步骤一、出渣车下放并装渣：驱动卷扬机的卷筒反转，下放钢丝绳，所述出渣车在自身重力和惯性作用下依次沿轨道和斜直段移动至掌子面，向出渣车的卸料斗内装满石渣；

17、步骤二、出渣车提升：驱动卷扬机的卷筒正转，使得所述出渣车在钢丝绳的牵引下，依靠橡胶轮行走机构逐渐沿斜直段匀速上升，当所述出渣车移动至斜直段与上弯段的衔接处时，控制卷扬机并降低所述出渣车的行走速度，使得所述出渣车在钢丝绳的牵引下，依靠轨道轮行走机构逐渐沿轨道匀速上升，直至所述出渣车移动至卸料架位置；

18、步骤三、出渣车自动出渣：驱动卷扬机的卷筒正转，使得所述出渣车在钢丝绳的牵引下继续上升，卸料斗两侧的齿轮分别与两个卸料架上的齿条相啮合，当所述出渣车继续上升时，齿条迫使齿轮旋转，进而使得卸料斗翻转并将石渣倒入至下方的渣土运输车内，完成自动出渣；

19、步骤四、重复步骤一至步骤三，直至斜井掌子面石渣出渣完毕。

20、本发明与现有技术相比具有以下优点：

21、1、本发明通过在车体的底部设置橡胶轮行走机构和轨道轮行走机构，能够使得出渣车能通使橡胶轮行走机构和轨道轮行走机构在斜直段和上弯段的轨道上交替转换，进而不需要在斜直段上铺设轨道，可以消除斜直段铺设轨道安全风险，且能够保证斜井出渣施工，减少轨道施工成本。

22、2、本发明通过将卸料斗转动安装在车体上，并在卸料斗的两侧分别设置一个齿轮，在两个卸料架上相靠近的一侧均安装有与所述齿轮相配合的齿条；当出渣车上升至卸料架位置处时，随着出渣车的继续上升，齿条迫使齿轮旋转，进而使得卸料斗翻转并自动出渣，能有效提高施工效率，同时保证斜井出渣质量，缩减斜井出渣的施工成本。

23、综上所述，本发明结构设计合理，施工方法简便，通过使出渣车具有橡胶轮行走机构和轨道轮行走机构，能有效降低轨道铺设工程量，并通过可自动卸料的卸料系统，能够减少斜井出渣繁琐的施工工序，缩短出渣时间，能有效提高施工效率，降低施工安全风险，并且能有效解决斜井开挖过程中掌子面轨道安拆的问题。

24、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。

技术特征：

1.一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：包括出渣车、用于使出渣车自动卸料的卸料系统、设置在斜井的上弯段的上弯段轨道系统以及设置在斜井的上平段的出渣车牵引提升系统；

2.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述车体(1)包括车体底盘(1-1)和两个对称设置在车体底盘(1-1)左右两侧的侧部支撑(1-2)，所述卸料斗(2)的两侧分别通过一个转轴与两个侧部支撑(1-2)转动连接，两个所述转轴同轴布设，两个所述齿轮(14)分别安装在两个所述转轴上。

3.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述橡胶轮行走机构包括三个橡胶轮(3)，所述轨道轮行走机构包括四个轨道轮(4)，所述轨道轮(4)的底部高于橡胶轮(3)的底部布设。

4.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述车体(1)上设置有供卷扬机(6)的钢丝绳连接的卡环(5)。

5.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述轨道包括两条对称布设在轨道支撑结构两侧上部的导轨(8)，所述导轨(8)包括圆弧导轨段(8-1)和连接在圆弧导轨段(8-1)上端的斜直导轨段(8-2)，所述圆弧导轨段(8-1)的下端与斜直段相切，所述圆弧导轨段(8-1)的上端与斜直导轨段(8-2)相切。

6.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述轨道支撑结构包括两个对称布设在上弯段两侧的轨道支撑架，每个所述轨道支撑架均包括多个长度依次递增的斜向支撑(9)，相邻两个所述斜向支撑(9)之间设置有剪刀撑(11)，每个所述斜向支撑(9)的上端均设置有供轨道架设的横向支撑(10)。

7.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述轨道支撑结构上靠近所述斜直段的一端设置有用于对所述橡胶轮行走机构进行导向的导向托辊(12)。

8.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述卸料架(13)包括两个沿轨道的延伸方向依次布设的立柱(13-1)，两个立柱(13-1)的上端之间连接有纵向连接杆(13-2)，所述纵向连接杆(13-2)的一侧设置有齿条安装架(13-3)，所述齿条(15)固定在齿条安装架(13-3)的底部。

9.按照权利要求1所述的一种引水斜井快速出渣装置，其特征在于：所述上平段上设置有供卷扬机(6)安装的卷扬机安装支架(7)。

10.一种利用权利要求1所述斜井快速出渣装置进行斜井快速出渣的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种引水斜井快速出渣装置及方法，该装置包括出渣车、用于使出渣车自动卸料的卸料系统、设置在斜井的上弯段的上弯段轨道系统以及设置在斜井的上平段的出渣车牵引提升系统；该方法包括步骤一、出渣车下放并装渣；步骤二、出渣车提升；步骤三、出渣车自动出渣；步骤四、重复步骤一至步骤三，直至斜井掌子面石渣出渣完毕。本发明结构设计合理，施工方法简便，通过使出渣车具有橡胶轮行走机构和轨道轮行走机构，能有效降低轨道铺设工程量，并通过可自动卸料的卸料系统，能够减少斜井出渣繁琐的施工工序，缩短出渣时间，能有效提高施工效率，降低施工安全风险，并且能有效解决斜井开挖过程中掌子面轨道安拆的问题。

技术研发人员：李平,杨波,刘文贤,韩德强,焦仲府,贺范中,张弘,王天伟,罗军,谢谊,郭磊,王长征,胥细望,昌己登,李建文,戴江力,左宏权,王磊,李林鹏
受保护的技术使用者：中国水利水电第三工程局有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/24