主要包括提绞设备、凿岩机机架和抓岩设备。
竖井施工机械
建井时凿井提升机和凿井绞车的通称。①凿井提升机。用于提升吊桶、材料和设备等。采用缠绕式单绳提升机,分单卷筒提升机和双卷筒提升机。单卷筒提升机只可单钩提升;双卷筒提升机既可作双钩提升,也可作单钩提升。双钩提升较单钩提升能力大30%左右,且电机功率小、耗电低,但受到井筒断面大小的限制,需频繁调绳。凿井提升机类型及数量选择应综合考虑井筒直径、深度、安装、施工进度、井筒及工业场地布置等因素。不需二次改绞的井筒,可选用单卷筒提升机;需要二次改绞的井筒,可根据改绞提升的需要选用双卷筒提升机,如必要还可设单卷筒提升机。井筒掘砌到底后,进行二次改绞时,双卷筒提升机可挂双罐笼、单罐笼配平衡锤、单罐笼配箕斗或双箕斗等进行提升。②凿井绞车。按结构形式分为缠绕式和摩擦式,按滚筒数目分为单卷筒绞车和双卷筒绞车。凿井绞车的选择主要依据所悬吊设备的重量、悬吊方式及绞车的容绳量等。一般单绳悬吊用单卷筒凿井绞车,双绳悬吊用一台双卷筒凿井绞车(或两台单卷筒凿井绞车)。除悬吊安全梯的绞车外,凿井绞车设置独立的工作制动器和安全制动器,制动力矩均不小于最大静力矩的两倍。凿井绞车的最大静张力应大于或等于钢丝绳的终端荷重与钢丝绳自重之和,卷筒的容绳量不小于凿井的最大悬吊深度。凿井绞车具有手驱动和电力驱动的功能,并可采用其他方式驱动,其安全制动器在断电情况下可手动解除制动。
凿井用凿岩机机架包括伞形凿岩机机架和环形凿岩机机架。①伞形凿岩机机架,简称伞钻。其按传动形式分为全液压伞钻和气动伞钻。伞钻由主体结构、支撑结构和多个钻臂(动臂)组成,可按钻臂数量配置多台重型凿岩机同时钻进,凿岩效率高,一次钻深可达5米;人员仅需操控机器,劳动强度低,操作人员少。气动伞钻噪声大、能耗高;多台凿岩机同时作业时,产生共鸣、共振;在硬岩中,钻进速度不理想。全液压伞钻相比气动伞钻,有节约能源、凿岩效率高、凿岩成本低、作业环境好等优点,已广泛使用。凿岩时,伞钻通过提升机下放至井底;凿岩结束后,再用提升机提至地面,并移动、悬吊在井口附近。凿井井架的选型,要考虑伞钻提升、移动对其高度的要求。②环形凿岩机机架,简称环形钻架。由环形滑道、外伸滑道、撑紧装置和悬吊装置、分风分水环管等主要部件组成,钻架外径比井筒净直径小300~400毫米,用气动绞车通过悬吊装置悬吊在吊盘上。钻孔时为了固定环形钻架,用套筒千斤顶及撑紧气缸固定于井帮上。环形滑道上方装有环形风水管,以便向凿岩机供风供水。环形钻架结构简单,维修方便,造价低廉。不足之处是仍用气腿推进轻型凿岩机,钻速和孔深受到限制。由于作业劳动强度较大,拔钎较难,不适于钻凿大直径深眼,使用越来越少。
抓岩设备按操作方式分为人力操作气动抓岩机和机械操作气动抓岩机。①人力操作气动抓岩机,主要有HS-2型气动抓岩机和HS-6型长绳悬吊抓岩机。其中长绳悬吊抓岩机可由地面专用绞车悬吊,也可将绞车安装在凿井吊盘上,悬吊高度以80~120米为宜,超过120米时可在井壁上设导向架。人力操作气动抓岩机其机械化程度低,作业强度大,使用在逐渐减少。②机械操作气动抓岩机,有靠壁式(HK型)、中心回转式(HZ型)和环形轨道式(HH型)抓岩机3种。前两种抓岩机均须固定在凿井吊盘上,整机随吊盘一起升降;靠壁式抓岩机由地面绞车单独悬吊,工作时用锚杆固定在井筒的岩帮上;在深井施工中,普遍采用中心回转式抓岩机。
抓岩机抓斗主要以压气为动力,由4~8个叶片构成,容积从0.2米3、0.4米3、0.6米3发展到1.0米3,生产能力达30~100米3/小时。
清底时,小断面竖井以小型抓岩机为主,人工辅助清底。在大断面竖井中,配用小型挖掘机进行清底,清底效率高。