散状物料高落差连续竖井运输方法及运输系统

摘要

本发明公开了一种散状物料高落差连续竖井运输方法及运输系统。方法包括以下步骤：1）设置地下洞室群：2）安装设备：3）运输物料：通过竖井喂料装置向竖井喂料，物料在竖井内依靠自重下落，通过给料机将竖井底部物料输送到平洞内的胶带机上，再由胶带机将物料输送到下一级竖井入口，逐级连续运输，直至装料点的物料全部输送至卸料点。系统包括竖井和平洞，各竖井与其底部连接的平洞为一级，总级数为2～4级，上一级平洞出口与下一级竖井入口衔接，各竖井入口设有竖井喂料装置，各平洞入口与竖井底部连接处安装给料机，各平洞内设胶带机。该散状物料高落差连续竖井运输方法及运输系统具有安全节能、经济高效的优点。

说明书

技术领域

本发明涉及陡峭山区中、在高落差情况下进行散状物料运输的方法和系统，尤其涉及散状物料高落差连续竖井运输方法及运输系统。

背景技术

目前，随着国内水电资源的不断开发和利用，可供开发的水电资源大都分布在一些偏远、地势陡竣、场地狭小的山区。主要建筑材料――砂石骨料的开采及运输条件变得苛刻，对施工总布置、辅企系统规划布置与施工提出了挑战。对高落差散状物料的运输，传统的运输方式主要有汽车运输和大功率、大倾角下行胶带机运输，在陡峭山区这两种运输方式有以下主要缺点：

汽车运输：需建设装车、卸车装置，运输公路投资成本高，故汽车运输建设成本高，在一些陡峭山区中，大运量的运输公路建设甚至变为不可能；汽车运输系重车下坡，安全隐患大，且运输量小，运输成本高。

大功率、大倾角下行胶带机运输：设备制造成本高，安装设备需附加制作和安装钢结构立柱及桁架，安装难度大，安装成本高，从而导致运输成本也很高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种安全节能、经济高效的散状物料高落差连续竖井运输方法及其运输系统。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种散状物料高落差连续竖井运输方法，包括以下步骤：

1）设置地下洞室群：确定竖井和平洞的数量、位置和大小，各竖井与其底部连接的平洞为一级，总级数为2～4级，上一级平洞出口与下一级竖井入口衔接，通过多级竖井和平洞的连续组合连通位于高处的装料点与位于低处的卸料点，第一级竖井入口靠近装料点，最后一级平洞出口靠近卸料点；

2）安装设备：在竖井入口设置竖井喂料装置，在平洞内安装胶带机，在平洞入口与竖井底部连接处安装给料机；

3）运输物料：通过竖井喂料装置向竖井喂料，物料在竖井内依靠自重下落，通过给料机将竖井底部物料输送到平洞内的胶带机上，再由胶带机将物料输送到下一级竖井入口，逐级连续运输，直至装料点的物料全部输送至卸料点。

作为上述技术方案的进一步改进：

在进行步骤1）时，根据装料点与卸料点之间的垂直高差、水平距离，计算出采用地下竖井和平洞的数量，根据山体地质条件和地形条件，确定洞室群中竖井坐标，根据被输送的散状物料粒径、输送量大小等特性，确定竖井和平洞的参数。

在进行步骤3）时，各竖井内装满物料，保持满井运行。

在进行步骤3）时，各竖井内的物料在7天内最少下移一次。

一种用于上述散状物料高落差连续竖井运输方法的运输系统，包括竖井和平洞，各竖井与其底部连接的平洞为一级，总级数为2～4级，上一级平洞出口与下一级竖井入口衔接，各竖井入口设有竖井喂料装置，各平洞入口与竖井底部连接处安装给料机，各平洞内设胶带机。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述竖井深度为80m～150m，所述竖井直径为3m～10m，所述平洞长度为30 m～360m，平洞宽度为4 m ～5m，平洞下行坡度为0～8%。

所述竖井直径为6m～8m。

所述竖井入口设置锁口混凝土衬砌，所述锁口混凝土衬砌深度为4～8m，厚度为0.6m～1m，将竖井底部设置为喇叭口状，并设置全断面混凝土衬砌。

所述竖井的井身设置井身衬砌，所述井身衬砌厚度为0.6m～1m。

所述竖井入口周边沿地势设有截水沟；所述竖井入口与竖井喂料装置衔接处设有物料缓冲装置。

与现有技术相比，本发明的优点在于：

本发明的散状物料高落差连续竖井运输方法，相比于现有技术中采用汽车运输或大功率、大倾角下行胶带机运输的方法，不需要建设运输公路，也不需要配置昂贵的大型输送设备，其投资成本大大降低；运输过程中物料在竖井内依靠自重下落，可降低运输能耗，节约运输成本；可实现连续不间断运输，运输效率高，且运输稳定、安全性高。本发明的散状物料高落差连续竖井运输系统，结构简单、成本低廉，便于施工、安装，可降低散状物料高落差运输的投资成本和运输成本，并且能实现连续不间断运输，运输稳定、效率高，安全性有可靠保障。

附图说明

图1是本发明散状物料高落差连续竖井运输方法实施例的流程图。

图2是本发明运输系统的结构示意图。

图3是本发明运输系统中第一级竖井和平洞的放大结构示意图。

图4是本发明运输系统中竖井入口的结构示意图。

图5是本发明运输系统中竖井底部的结构示意图。

图6是本发明运输系统中平洞的结构示意图。

图中各标号表示： 

1、竖井；2、平洞；3、装料点；4、卸料点；5、胶带机；6、给料机；7、截水沟。

具体实施方式

图1示出了本发明的散状物料高落差连续竖井运输方法实施例的流程图，该运输方法包括以下步骤：

1）设置地下洞室群：确定竖井1和平洞2的数量、位置和大小，各竖井1与其底部连接的平洞2为一级，总级数为2～4级，上一级平洞2出口与下一级竖井1入口衔接，通过多级竖井1和平洞2的连续组合连通位于高处的装料点3与位于低处的卸料点4，第一级竖井1入口靠近装料点3，最后一级平洞2出口靠近卸料点4；

2）安装设备：在竖井1入口设置竖井喂料装置（图中未示出），在平洞2内安装胶带机5，在平洞2入口与竖井1底部连接处安装给料机6；

3）运输物料：通过竖井喂料装置向竖井1喂料，物料在竖井1内依靠自重下落，通过给料机6将竖井1底部物料输送到平洞2内的胶带机5上，再由胶带机5将物料输送到下一级竖井1入口，逐级连续运输，直至装料点3的物料全部输送至卸料点4。

本发明的散状物料高落差连续竖井运输方法相比于现有技术中采用汽车运输或大功率、大倾角下行胶带机运输的方法，不需要建设运输公路，也不需要配置昂贵的大型输送设备，其投资成本大大降低；运输过程中物料在竖井内依靠自重下落，可降低运输能耗，节约运输成本；可实现连续不间断运输，运输效率高，最大输送量可达2500t/h，且运输稳定、安全性高。

本实施例中，在进行步骤1）时，根据装料点3与卸料点4之间的垂直高差、水平距离，计算出采用地下竖井1和平洞2的数量，根据山体地质条件和地形条件，确定洞室群中竖井1坐标，根据被输送的散状物料粒径、输送量大小等特性，确定竖井1和平洞2的参数。还可根据当地气候特点，被运输物料的物理、化学特性确定辅助设备的参数。

本实施例中，在进行步骤3）时，对料位进行观测，确保各竖井1的运输量接近，使各竖井1内装满物料，保持满井运行，以减小物料对井壁的磨损。

本实施例中，在进行步骤3）时，各竖井1内的物料在7天内最少下移一次，以防止物料板结。

工程完工后，在竖井1内填满物料，在竖井1入口处按排水坡度用混凝土进行封闭。

图2至图6示出了本发明的用于上述散状物料高落差连续竖井运输方法的运输系统实施例，包括竖井1和平洞2，各竖井1与其底部连接的平洞2为一级，总级数为2～4级，上一级平洞2出口与下一级竖井1入口衔接，各竖井1入口设有竖井喂料装置，各平洞2入口与竖井1底部连接处安装给料机6，各平洞2内设胶带机5。本发明的运输系统，结构简单、成本低廉，便于施工、安装，可降低散状物料高落差运输的投资成本和运输成本，并且能实现连续不间断运输，运输稳定、效率高，安全性有可靠保障。

进一步的，竖井1深度为80m～150m，竖井1直径为3m～10m，优选为6m～8m，适当的竖井1直径可使下料速度减缓，对井壁的磨损减小；平洞2长度为30 m～360m，平洞2宽度为4 m ～5m，平洞2下行坡度为0～8%；竖井1入口设置锁口混凝土衬砌，锁口混凝土衬砌深度为4～8m，厚度为0.6m～1m，将竖井1底部设置为喇叭口状，并设置全断面混凝土衬砌，根据围岩类别决定竖井1的井身是否设置井身衬砌，Ⅰ～Ⅲ类围岩不设衬砌，Ⅳ、Ⅴ类围岩需设衬砌，设置井身衬砌时，井身衬砌厚度为0.6m～1m。本实施例中，第一级竖井1深度为125m，直径为7m，平洞2长度为267m，宽度为4.5m，下行坡度为7%；第二级竖井1深度为135m，直径为7m，平洞2长度为353m，宽度为4.5m，下行坡度为7%；第三级竖井1深度为122.4m，直径为7m，平洞2长度为220m，宽度为4.5m，下行坡度为7%；各竖井1入口的锁口混凝土衬砌深度为6 m，厚度为0.8 m，本实施例井身围岩为Ⅲ类围岩，因此未设井身衬砌。

本实施例中，竖井1入口周边沿地势设有截水沟7，防止水流进入竖井1；竖井1入口与竖井喂料装置衔接处设有物料缓冲装置（图中未示出），以减少物料冲击，延长设施使用寿命。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。