一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法

1.本发明涉及矿井施工技术领域，尤其涉及一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法。


背景技术：

2.目前立井爆破法施工时，一个工艺循环包括打眼、装药、放炮、立模板、混凝土浇筑，出渣、清底。在从一个循环的混凝土浇筑结束后，直到下一循环的放炮，中间的全部工序工人全部都是在一个段高未经支护的毛井壁空间中操作施工。随着近年来资源开采逐步转入深部，单循环爆破段高由4m逐步发展到6m。特别是千米以上竖井的施工作业中，地压大，岩爆倾向严重，井壁片帮频繁，给施工人员及设备带来的风险越来越明显。
3.基于上述情况，迫切需要一种能够及时给立井工作面提供安全保障的临时支护设备，增强工作安全可靠性以保证工人生命安全。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明实施例提供一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法，能够及时给立井工作面提供安全保障的临时支护，增强工作安全可靠性。
5.第一方面，本发明实施例提供一种带有临时支护模块的立井施工模板，所述临时支护模块包括：“l型”混凝土浇筑模板和临时护帮模板，所述临时护帮模板包括支护模块箱，所述支护模块箱与所述“l型”混凝土浇筑模板焊接为一体。
6.可选的，所述“l型”混凝土浇筑模板为弧形模板，所述“l型”混凝土浇筑模板侧面为弧形立面，所述“l型”混凝土浇筑模板的弧形立面下部焊接有混凝土挡条，所述挡条与所述“l型”混凝土浇筑模板模板之间呈90
°
夹角，所述“l型”混凝土浇筑模板的弧形立面上设置有三组吊耳。
7.可选的，所述临时护帮模板还包括：一级护帮板、二级护帮板及三级护帮板；
8.所述一级护帮板与所述支护模块箱通过两个双向液压油缸连接，在所述一级护帮板上部设置有可以折叠的铰链和折叠控制油缸；所述一级护帮板可以收缩于所述支护模块箱内部；
9.所述二级护帮板与所述一级护帮板通过两个双向液压油缸连接，在所述二级护帮板上部设置有可以折叠的铰链和折叠控制油缸，所述二级护帮板与所述一级护帮板的折叠方向相反，所述铰链和所述折叠控制油缸安装的内外侧位置对应相反；所述二级护帮板可以收缩于所述一级护帮板内部；
10.所述三级护帮板与所述二级护帮板通过一个双向液压油缸连接，所述三级护帮板可以收缩于所述二级护帮板内部。
11.可选的，所述临时支护模块共用一套油箱、进油过滤器及回油过滤器。
12.可选的，所述临时支护模块的每一个油缸通过一套单独的进油、回油管路单独控制。
13.第二方面，本发明还实施例提供一种立井钻爆法施工支护方法，包括步骤：
14.步骤一，在立井掘进施工时，出渣高度到大于一级护帮板高度50～70cm时，利用液压控制阀控制八块带有临时支护模块的模板依次伸出一级护帮板，调整一级护帮板折叠控制油缸，使一级护帮板靠近井壁；
15.步骤二，出渣到大于二级护帮板完全伸出时高度50～70cm时，调整一级护帮板折叠控制油缸到一级护帮板完全直立向下状态，伸出二级护帮板；
16.步骤三，依次配合调整一级和二级护帮板的折叠油缸，使二级护帮板全部贴合于井壁；
17.步骤四，出渣到大于三级护帮板完全伸出时高度50～70cm时，伸出三级护帮板；
18.步骤五，下放小型装载机进行清底，完成后将转载机收回地面；
19.步骤六，通过悬吊系统下放伞钻到可以在井底施工作业炮孔的高度，依照爆破方案进行打孔、装药、连线；
20.步骤七，施工人员全部撤离至吊盘以上空间，按照步骤一到步骤四相反的作业顺序，依次收回各级护帮板，所有人员撤离至地面，进行爆破作业；
21.步骤八，下放抓斗和吊桶进行出渣至一个模板高度时，将通过吊盘上的设置的绞车下放模板，并调整位置到八块模板形成一个闭合的圆形；
22.步骤九，在井壁与模板之间浇筑混凝土，并充分震动；
23.步骤十，继续利用抓斗和吊桶进行出渣，进入下一个循环。
24.第三方面，本发明还实施例提供一种立井钻爆法施工支护系统，包括吊盘及布置在吊盘上的绞车与液压油箱及液压控制阀，用于悬吊液压模板的钢丝绳，液压模板，伞钻，抓斗，吊桶及装载机，所述系统用于第二方面所述的一种立井钻爆法施工支护方法及第一方面所述的带有临时支护模块的立井施工模板。
25.本发明实施例提供一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法，提供了在立井工作面安全保障的临时支护设备，使得立井施工时，在钻孔和装药期间为工人提供安全可靠的保障，能够在打孔及装药环节为工人和设备提供更安全的工作空间，同时本发明提出施工方法在常规工作循环中增加了临时支护模块的收放工序，改进了现有工序，增强了立井施工的安全性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
27.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容涵盖的范围内。
28.图1为本发明实施例八块模板同时布置工作的俯视图；
29.图2为本发明另一实施例单一模板备用状态下的三视图；
30.图3为本发明实施例模板展开结构示意图；
31.图4为本发明实施例在井筒施工中布置方式示意图。
32.图中：1-临时支护模块；101
‑“
l型”混凝土浇筑模板；102-支护模块箱；103-一级护帮板；104-一级护帮板折叠铰链；105-一级护帮板折叠控制油缸；106-一级护帮板伸缩油缸1；107-一级护帮板伸缩油缸2；108-二级护帮板；109-二级护帮板折叠控制油缸；110-二级护帮板折叠铰链；111-二级护帮板伸缩油缸1；112-二级护帮板伸缩油缸2；113-三级护帮板；114-三级护帮板伸缩油缸；115-模板吊耳；116-模板配合销孔；117-混凝土挡条；2-浇筑混凝土；3-伞钻；4-井筒围岩；5-模板悬吊钢绞线；6-模板悬吊系统；7-模板液压控制系统；8-模板液压管路。
具体实施方式
33.下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
34.应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
35.现有技术中立井爆破法施工时，在从一个循环的混凝土浇筑直到下一循环的放炮工序，中间的全部工序工人全部都是在一个段高未经支护毛井壁空间中操作施工，对施工人员的人身安全有着很大的威胁。
36.由此本发明实施例提供一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法，能够及时给立井工作面提供安全保障的临时支护，增强工作安全可靠性。
37.实施例一
38.本发明实施例提供一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法，如图1所示，本发明实施例提供的整个井筒支护工作由八块相同的弧形模板组成一个完整的圆形支护环，图2为本发明实施例单一模板备用状态下的三视图，如图2所示，本发明实施例提供的带有临时支护模块的立井施工模板，所述临时支护模块1包括：“l型”混凝土浇筑模板101和临时护帮模板，所述临时护帮模板包括支护模块箱102，所述支护模块箱102与所述“l型”混凝土浇筑模板101焊接为一体。
39.在一些实施例中，所述“l型”混凝土浇筑模板101为弧形模板，所述“l型”混凝土浇筑模板101侧面为弧形立面，对应的圆形角为45
°
，所述“l型”混凝土浇筑模板101的弧形立面下部焊接有混凝土挡条117，所述挡条117与所述“l型”混凝土浇筑模板模板101之间呈90
°
夹角，所述“l型”混凝土浇筑模板101的弧形立面上设置有三组吊耳115。
40.具体的，“l型”混凝土浇筑模板101由10mm厚的钢板制成，其侧面为弧形立面，对应的圆形角为45
°
，立面高度为爆破作业一个循环进尺，通常设置为4-6m。弧形立面下部焊接有混凝土挡条117，混凝土挡条117与模板101之间呈90
°
夹角，挡条宽度依照浇筑混凝土层设计厚度而定。弧形立面上设置有三组吊耳115，通过模板悬吊钢绞线5与吊盘上的模板悬吊系统6连接，悬吊系统6可以控制模板的下放和位置调整。
41.在一些实施例中，所述临时护帮模板还包括：一级护帮板103、二级护帮板108及三级护帮板113；
42.所述一级护帮板103与所述支护模块箱102通过两个双向液压油缸106和107连接，
通过液压油缸106和107的伸缩可以控制一级护帮板103的收放；在所述一级护帮板103上部设置有可以折叠的铰链104和折叠控制油缸105；通过折叠控制油缸控制一级护帮板103向井壁方向偏折，减少对井筒施工作业空间的占用，同时紧贴井壁可以更好的保障安全，避免施工片帮威胁；所述一级护帮板103可以收缩于所述支护模块箱102内部；
43.所述二级护帮板108与所述一级护帮板103通过两个双向液压油缸111和112连接，与一级护帮板相同，连接一级护帮板和二级护帮板的液压油缸111和112可以通过伸缩控制二级护帮板108的收放；在所述二级护帮板108上部设置有可以折叠的铰链110和折叠控制油缸109，通过折叠控制油缸可以控制二级护帮板108向井筒中心线偏折，使护帮板能好的紧贴井壁；所述二级护帮板108与所述一级护帮板103的折叠方向相反，所述铰链和所述折叠控制油缸安装的内外侧位置对应相反；所述二级护帮板108可以收缩于所述一级护帮板103内部；
44.所述三级护帮板113与所述二级护帮板108通过一个双向液压油缸114连接，通过液压油缸114的伸缩可以控制三级护帮板113的收放；所述三级护帮板113可以收缩于所述二级护帮板108内部。
45.在一些实施例中，所述临时支护模块共用一套油箱、进油过滤器及回油过滤器。
46.进一步的，所述临时支护模块的每一个油缸通过一套单独的进油、回油管路单独控制。
47.实施例二
48.本发明还实施例提供一种立井钻爆法施工支护方法，根据图4所示，在进行施工时，包括步骤：
49.步骤一，通过钻爆法在立井掘进施工时，将实施例一的带有临时支护模块1的八块立井施工模板固定在井壁，当利用抓斗和吊桶出渣高度到大于一级护帮板高度50～70cm时，利用液压控制系统7的液压控制阀控制八块带有临时支护模块的模板依次伸出一级护帮板，然后调整一级护帮板的两个折叠控制油缸，使得一级护帮板靠近井壁；
50.步骤二，在出渣到大于二级护帮板完全伸出时高度50～70cm时，调整一级护帮板的折叠控制油缸使一级护帮板呈完全直立向下的状态，然后伸出二级护帮板；
51.步骤三，依次配合调整一级护帮板和二级护帮板的折叠油缸，使二级护帮板全部贴合于井壁；
52.步骤四，出渣到大于三级护帮板完全伸出时高度50～70cm时，伸出三级护帮板，此时由于二级护帮板已经全部贴合于井壁，因此三级护帮板也是贴于井壁；
53.步骤五，施工人员下放小型装载机进行清底，清底完成后将装载机收回地面；
54.步骤六，通过悬吊系统6下放伞钻3到可以在井底施工作业炮孔的高度，然后依照爆破方案进行打孔、装药、连线；
55.步骤七，施工人员全部撤离至吊盘以上空间，按照步骤一到步骤四相反的作业顺序，依次收回各级护帮板，所有人员撤离至地面，进行爆破作业；
56.步骤八，下放抓斗和吊桶进行出渣至一个模板高度时，通过吊盘上的设置的绞车6下放模板，施工人员对八块模板进行调整且调整位置到八块模板形成一个闭合的圆形，如图1所示；
57.步骤九，根据“l型”混凝土浇筑模板的挡条宽度在井壁与模板之间浇筑混凝土，并
充分震动；
58.步骤十，继续利用抓斗和吊桶进行出渣，进入下一个循环。
59.实施例三
60.进一步的，如图4所示，本发明实施例还提供一种立井钻爆法施工支护系统，包括吊盘及布置在吊盘上的悬吊系统6与液压控制系统7，用于悬吊液压模板的钢丝绳5，液压管路8，伞钻3，抓斗，吊桶及装载机，所述系统用于实施例一所述的带有临时支护模块的立井施工模板以及实施例二所述的立井钻爆法施工支护方法。
61.综上，本发明实施例提供的一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法，提供了在立井工作面安全保障的临时支护设备，使得立井施工时，在钻孔和装药期间避免了现有技术条件下工人在无支护空间劳动时发生片帮、岩爆等灾害事故情况下，对人员和设备造成危害；能够在打孔及装药环节为工人和设备提供更安全的工作空间，同时本发明提出施工方法在常规工作循环中增加了临时支护模块的收放工序，改进了现有工序，增强了立井施工的安全性。
62.进一步的，本发明实施例提供的临时支护模板全部由液压控制，且支护模板与井壁浇筑模板一体化设计，避免了悬吊系统更加复杂，增强了立井施工的安全性。
63.需要理解的是，术语“包括/包含”、“由
……
组成”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的产品、设备、过程或方法不仅包括那些要素，而且需要时还可以包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种产品、设备、过程或方法所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括/包含
……”
、“由
……
组成”限定的要素，并不排除在包括所述要素的产品、设备、过程或方法中还存在另外的相同要素。
64.还需要理解的是，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
65.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置、部件或结构必须具有特定的方位、以特定的方位构造或操作，不能理解为对本发明的限制。
66.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

技术特征：
1.一种带有临时支护模块的立井施工模板，其特征在于，所述临时支护模块包括：“l型”混凝土浇筑模板和临时护帮模板，所述临时护帮模板包括支护模块箱，所述支护模块箱与所述“l型”混凝土浇筑模板焊接为一体。2.如权利要求1所述的带有临时支护模块的立井施工模板，其特征在于，所述“l型”混凝土浇筑模板为弧形模板，所述“l型”混凝土浇筑模板侧面为弧形立面，所述“l型”混凝土浇筑模板的弧形立面下部焊接有混凝土挡条，所述挡条与所述“l型”混凝土浇筑模板模板之间呈90
°
夹角，所述“l型”混凝土浇筑模板的弧形立面上设置有三组吊耳。3.如权利要求1所述的带有临时支护模块的立井施工模板，其特征在于，所述临时护帮模板还包括：一级护帮板、二级护帮板及三级护帮板；所述一级护帮板与所述支护模块箱通过两个双向液压油缸连接，在所述一级护帮板上部设置有可以折叠的铰链和折叠控制油缸；所述一级护帮板可以收缩于所述支护模块箱内部；所述二级护帮板与所述一级护帮板通过两个双向液压油缸连接，在所述二级护帮板上部设置有可以折叠的铰链和折叠控制油缸，所述二级护帮板与所述一级护帮板的折叠方向相反，所述铰链和所述折叠控制油缸安装的内外侧位置对应相反；所述二级护帮板可以收缩于所述一级护帮板内部；所述三级护帮板与所述二级护帮板通过一个双向液压油缸连接，所述三级护帮板可以收缩于所述二级护帮板内部。4.如权利要求1所述的带有临时支护模块的立井施工模板，其特征在于，所述临时支护模块共用一套油箱、进油过滤器及回油过滤器。5.如权利要求1所述的带有临时支护模块的立井施工模板，其特征在于，所述临时支护模块的每一个油缸通过一套单独的进油、回油管路单独控制。6.一种立井钻爆法施工支护方法，其特征在于，包括步骤：步骤一，在立井掘进施工时，出渣高度到大于一级护帮板高度50～70cm时，利用液压控制阀控制八块带有临时支护模块的模板依次伸出一级护帮板，调整一级护帮板折叠控制油缸，使一级护帮板靠近井壁；步骤二，出渣到大于二级护帮板完全伸出时高度50～70cm时，调整一级护帮板折叠控制油缸到一级护帮板完全直立向下状态，伸出二级护帮板；步骤三，依次配合调整一级和二级护帮板的折叠油缸，使二级护帮板全部贴合于井壁；步骤四，出渣到大于三级护帮板完全伸出时高度50～70cm时，伸出三级护帮板；步骤五，下放小型装载机进行清底，完成后将转载机收回地面；步骤六，通过悬吊系统下放伞钻到可以在井底施工作业炮孔的高度，依照爆破方案进行打孔、装药、连线；步骤七，施工人员全部撤离至吊盘以上空间，按照步骤一到步骤四相反的作业顺序，依次收回各级护帮板，所有人员撤离至地面，进行爆破作业；步骤八，下放抓斗和吊桶进行出渣至一个模板高度时，将通过吊盘上的设置的绞车下放模板，并调整位置到八块模板形成一个闭合的圆形；步骤九，在井壁与模板之间浇筑混凝土，并充分震动；步骤十，继续利用抓斗和吊桶进行出渣，进入下一个循环。
7.一种立井钻爆法施工支护系统，其特征在于，包括吊盘及布置在吊盘上的绞车与液压油箱及液压控制阀，用于悬吊液压模板的钢丝绳，液压模板，伞钻，抓斗，吊桶及装载机，所述系统用于权利要求6所述的一种立井钻爆法施工支护方法及权利要求1-5所述的带有临时支护模块的立井施工模板。

技术总结
本发明实施例公开提供一种带有临时支护模块的立井施工模板及施工方法，涉及矿井施工技术领域。能够及时给立井工作面提供安全保障的临时支护，增强工作安全可靠性。所述临时支护模块包括：“L型”混凝土浇筑模板和临时护帮模板，所述临时护帮模板包括支护模块箱，所述支护模块箱与所述“L型”混凝土浇筑模板焊接为一体。本发明实施例适用于立井爆破法施工场景中。中。中。


技术研发人员：袁永忠 杨仁树 侯俊 李芹涛 杨立云 李明辉 康一强 郑昌达
受保护的技术使用者：北京科技大学 中国矿业大学（北京） 长春黄金研究院有限公司
技术研发日：2023.01.17
技术公布日：2023/7/13