CN110905521B - 一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，包括进浆管路、排浆管路、反冲刷管路以及泥浆处理装置，所述进浆管路一端连接泥浆处理装置，另一端设置于掘进机开挖仓内，实现将经泥浆处理装置处理后的浆液输送至开挖仓内，所述排浆管路一端设置于开挖仓内，另一端连接泥浆处理装置，通过排浆管路将开挖仓内的浆液输送至泥浆处理装置；所述反冲刷管路包括反冲刷进浆支路和反冲刷排浆支路，所述反冲刷进浆支路连接进浆管路和排浆管路位于开挖仓内的排浆口，所述反冲刷排浆支路一端连接排浆管路，另一端设置于开挖仓内。通过对刀盘特定位置进行冲刷，可防止掘进过程中渣土糊刀盘、刀盘结泥饼等不良现象的发生。

Description

一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统

技术领域

本发明涉及掘进机技术领域，具体涉及一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统。

背景技术

随着当今科技的发展，人们对地下空间资源的开发和利用越来越广泛。在地下工程中，掘进机因其施工高效、安全性高、工作环境舒适得到了各施工单位的青睐。目前，在地下工程、矿产开采、市政水利、人防军事等多领域都需要开挖不同尺寸的竖井，因此竖井掘进机技术的发展受到了人们的普遍关注。竖井掘进不同于常规水平掘进，无法使用螺旋输送机配合带式输送机的方式进行连续出渣，无法架设轨道使用电瓶车等运输车辆将渣土运出隧道。因此，自竖井掘进技术诞生以来，出渣一直都是其施工过程中的重点、难点。

目前，竖井掘进施工中最常见的出渣方式是通过吊机将掘进产生的渣土一桶桶从井下运输至地面。在这种出渣工法中施工人员需要长期处于井底。此外，随着掘进深度的不断增加，该工法运输效率会降低，运输成本、运输风险都会增加。因此，这种常规的出渣工法严重制约了竖井掘进项目的施工深度和施工效率。

在现有技术中虽然存在利用泥浆携带渣土的出渣方式，但是没有针对刀盘和排浆口的冲刷装置，因此在掘进过程中容易发生刀盘结泥饼、糊刀盘的情况，排浆口也容易被渣土堵塞，影响施工效率和可靠性。一旦发生这种情况，需要施工人员下井疏通，增大了施工人员的劳动强度。

综上所述，急需一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，具体技术方案如下：

一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，包括进浆管路、排浆管路、反冲刷管路以及泥浆处理装置，所述进浆管路一端连接泥浆处理装置，另一端设置于掘进机开挖仓内，用于将经泥浆处理装置处理后的浆液输送至开挖仓内，所述排浆管路一端设置于开挖仓内，另一端连接泥浆处理装置，用于将开挖仓内的浆液输送至泥浆处理装置，通过进浆管路和排浆管路配合实现浆液在开挖仓和泥浆处理装置之间的循环输送；

所述反冲刷管路包括反冲刷进浆支路和反冲刷排浆支路，所述反冲刷进浆支路连接排浆管路位于开挖仓内的排浆口和进浆管路，进浆管路中的浆液经排浆口输送至开挖仓，所述反冲刷排浆支路一端连接排浆管路，另一端设置于开挖仓内，实现开挖仓内的浆液经反冲刷排浆支路和排浆管路后输送至泥浆处理装置；

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统还包括高压水冲刷支路，所述高压水冲刷支路设置于开挖仓内用于对掘进机的刀盘和排浆口进行冲洗。

以上技术方案中优选的，所述进浆管路在开挖仓内设有第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路、第一刀盘中心冲刷支路以及第二刀盘中心冲刷支路，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路上分别对应设有第一刀盘冲刷阀门和第二刀盘冲刷阀门，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路的末端均设有冲刷喷嘴组，通过冲刷喷嘴组实现对刀盘背部进行冲洗；

所述第一刀盘中心冲刷支路和第二刀盘中心冲刷支路上分别对应设有第一刀盘中心冲刷阀门和第二刀盘中心冲刷阀门，所述第一刀盘中心冲刷支路和第二刀盘中心冲刷支路的末端均设有刀盘中心喷嘴，通过刀盘中心喷嘴实现对刀盘中心进行冲洗；

所述冲刷喷嘴组包括至少两个喷嘴，各喷嘴间的喷射角度和通经均不相同。

以上技术方案中优选的，所述高压水冲刷支路包括第一高压水支路和第二高压水支路，所述第一高压水支路末端设有第一高压水喷嘴用于对刀盘背部进行冲洗，所述第二高压水支路末端设有第二高压水喷嘴用于对排浆口进行冲洗。

以上技术方案中优选的，所述进浆管路包括通过管道依次连接的进浆总阀门、进浆泵、进浆压力传感器、进浆流量计、进浆密度计、地面进浆阀门和机内进浆阀门，所述进浆总阀门远离进浆泵的一端连接泥浆处理装置的出浆口，所述机内进浆阀门远离地面进浆阀门的一端设置有第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路、第一刀盘中心冲刷支路以及第二刀盘中心冲刷支路。

以上技术方案中优选的，所述排浆管路包括通过管道依次连接的机内排浆阀门、排浆泵入口压力传感器、排浆泵、排浆压力传感器、排浆泵检修阀门、中继装置、排浆流量计、排浆密度计以及地面排浆阀门，所述机内排浆阀门远离排浆泵的一端连接所述排浆口，所述地面排浆阀门远离排浆密度计的一端连接所述泥浆处理装置的进浆口。

以上技术方案中优选的，所述中继装置包括并联设置的中继旁通支路和中继支路，实现浆液经中继旁通支路或中继支路输送至泥浆处理装置；

所述中继旁通支路包括中继泵旁通阀门，所述中继泵旁通阀门一端通过管道连接排浆泵检修阀门远离排浆压力传感器的一端，中继泵旁通阀门的另一端通过管道连接排浆流量计远离排浆密度计的一端，中继泵旁通阀门导通实现浆液从中继旁通支路输送至泥浆处理装置；

所述中继支路包括通过管道依次连接的中继泵入口阀门、中继泵入口压力传感器、中继泵、中继泵出口阀门和中继泵出口压力传感器，所述中继泵入口阀门远离中继泵入口压力传感器的一端通过管道与排浆泵检修阀门远离排浆压力传感器的一端连通，所述中继泵出口压力传感器远离中继泵出口阀门的一端通过管道与排浆流量计远离排浆密度计的一端连通。

以上技术方案中优选的，所述进浆管路和排浆管路均设有延伸管路；

所述进浆管路的延伸管路包括进浆延伸泥浆管和进浆换管阀门，所述进浆换管阀门设置于机内进浆阀门和地面进浆阀门之间，所述进浆延伸泥浆管设置于进浆换管阀门和地面进浆阀门之间；

所述排浆管路的延伸管路包括排浆换管阀门和排浆延伸泥浆管，所述排浆换管阀门设置于中继装置和排浆泵检修阀门之间，所述排浆延伸泥浆管设置于排浆换管阀门和中继装置之间。

以上技术方案中优选的，还包括旁通管路，所述旁通管路连接进浆管路和排浆管路，在进浆管路、旁通管路、排浆管路以及泥浆处理装置之间形成浆液输送循环；

所述旁通管路包括机内旁通管路和机外旁通管路；

所述机内旁通管路包括机内旁通阀门，所述机内旁通阀门一端通过管道与机内进浆阀门靠近地面进浆阀门的一端连通，机内旁通阀门的另一端通过管道与排浆泵远离排浆压力传感器的一端连通；

所述机外旁通管路包括机外旁通阀门，所述机外旁通阀门一端通过管道与地面排浆阀门靠近泥浆处理装置的一端连通，机外旁通阀门的另一端通过管道与地面排浆阀门靠近泥浆处理装置的一端连通。

以上技术方案中优选的，所述反冲刷进浆支路包括反冲刷阀门，所述反冲刷阀门一端通过管道与机内进浆阀门靠近地面进浆阀门的一端连通，反冲刷阀门的另一端通过管道与所述排浆口连通；

所述反冲刷排浆支路包括反冲刷排浆阀门，所述反冲刷排浆阀门一端通过管道与机内排浆阀门远离排浆口的一端连通，反冲刷排浆阀门的另一端连接管道实现输送开挖仓内的浆液。

以上技术方案中优选的，所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统的工作方式为带压出渣；

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统还包括液位检测系统，所述液位检测系统包括液位管、液位管阀门以及两组液位检测器件，所述液位管设置于开挖仓内且沿开挖仓内浆液深度方向设置，两组液位检测器件沿着液位管的长度方向间隔设置，所述液位管阀门设置于两组液位检测器件之间；

一组液位检测器件包括至少一件电导式液位开关。

应用本发明的技术方案，具有以下有益效果：

(1)本发明的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，所述进浆管路在开挖仓内设有第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路、第一刀盘中心冲刷支路以及第二刀盘中心冲刷支路，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路用于对刀盘背部进行冲洗，可减少刀盘周边及开口区域结泥饼，所述第一刀盘中心冲刷支路和第二刀盘中心冲刷支路用于对刀盘中心进行冲洗，可减少刀盘中心块和刀盘处渣土堆积；通过对刀盘特定位置进行冲刷，可以实现对刀盘全覆盖性冲刷，可防止掘进过程中渣土糊刀盘、刀盘结泥饼等不良现象的发生，提高施工效率；通过高压水冲刷支路，在易结泥饼的掘进施工段，将高压水引入刀盘背部、排浆吸口等易结泥饼的位置，可改善出渣效率，提高掘进速度并扩大掘进机掘进适应范围。

(2)本发明的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统包括液位检测系统，可以有效的防止浆液溢出、排浆泵干抽等不良现象；同时，通过液位检测系统配合相应的控制系统可以实现自动补浆、排浆、紧急情况下自动停泵等功能，以控制开挖仓处泥浆液位维持在所需高度，有效提高了出渣系统的可靠性和自动化程度。设置相应的压力传感器、密度计和流量计，便于施工人员实时监测系统运行情况。

(3)本发明的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统可以实现掘进、旁通、反冲刷三种工作模式，在旁通模式下，可以进行换管、井下维修作业等工作，同时避免频繁启停进浆泵组以及管内残余泥浆凝固堵管。在反冲刷模式下，可以在不停止掘进的情况下疏通排浆管路。在地质条件较恶劣、容易堵塞排浆管路的工况下，提升了掘进效率，避免了施工人员在排浆口或排浆管路堵塞的情况下人工疏通，极大的减少了施工人员的劳动强度。

(4)本发明的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统中，所述进浆管路和排浆管路均设有延伸管路；旁通模式下利用延伸管路可以实现快速延伸泥浆管路的功能，使得本发明的泥浆环流出渣系统可以适应不同的掘进深度。通过中继泵提升竖井掘进机的最大开挖深度。中继装置包含压力传感器用来检测中继泵进、出口压力，配合中继旁通支路实现中继支路启用、停用的快速切换。

(5)本发明的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，冲刷喷嘴组包括至少两个喷嘴，各喷嘴间的喷射角度和通经均不相同。由于开挖面内空间较小，通过控制喷嘴的喷射角度可以实现在有限空间内对刀盘各处全面的冲刷。通过控制喷嘴通经，可以分配各个冲刷位置的冲刷流量，以求实现对进浆泵流量的高效利用。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明冲刷泥浆环流出渣系统的原理图；

图2是冲刷喷嘴组在刀盘上的位置示意图(第一高压水喷嘴未示出)；

图3是第一高压水喷嘴在刀盘上的位置示意图(冲刷喷嘴组未示出)；

图4是刀盘中心喷嘴在刀盘上的位置示意图(排浆口和第二高压水喷嘴未示出)；

图5是排浆口和第二高压水喷嘴之间的位置关系示意图；

其中，1、泥浆分离站，2、压滤机总成，3、进浆总阀门，4、进浆泵，5-1、进浆压力传感器，5-2、排浆压力传感器，6-1、进浆流量计，6-2、排浆流量计，7-1、进浆密度计，7-2、排浆密度计，8、地面进浆阀门，9、机外旁通阀门，10-1、进浆延伸泥浆管，10-2、排浆延伸泥浆管，11-1、进浆换管阀门，11-2、排浆换管阀门，12、机内进浆阀门，13-1、第一刀盘冲刷阀门，13-2、第二刀盘冲刷阀门，14-1、第一刀盘中心冲刷阀门，14-2、第二刀盘中心冲刷阀门，15、机内排浆阀门，16、排浆泵入口压力传感器，17、排浆泵，18、排浆泵检修阀门，19、中继泵入口阀门，20、中继泵入口压力传感器，21、中继泵，22、中继泵出口阀门，23、中继泵出口压力传感器，24、中继泵旁通阀门，25、地面排浆阀门，26、液位管阀门，27、机内旁通阀门，28、反冲刷阀门，29、反冲刷排浆阀门，30、高压水冲刷支路，30-1、第一高压水喷嘴，30-2、第二高压水喷嘴，31、电导式液位开关，32-1、冲刷喷嘴组，32-2、刀盘中心喷嘴，33、排浆口，34液位管。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以根据权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

实施例1：

参见图1-5，一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，包括进浆管路、排浆管路、反冲刷管路以及泥浆处理装置，所述进浆管路一端连接泥浆处理装置，另一端设置于掘进机开挖仓内，用于将经泥浆处理装置处理后的浆液输送至开挖仓内，所述排浆管路一端设置于开挖仓内，另一端连接泥浆处理装置，用于将开挖仓内的浆液输送至泥浆处理装置，通过进浆管路和排浆管路配合实现浆液在开挖仓和泥浆处理装置之间的循环输送；

所述反冲刷管路包括反冲刷进浆支路和反冲刷排浆支路，所述反冲刷进浆支路连接排浆管路位于开挖仓内的排浆口33和进浆管路，实现进浆管路中的浆液经排浆口33输送至开挖仓，所述反冲刷排浆支路一端连接排浆管路，另一端设置于开挖仓内，实现开挖仓内的浆液经反冲刷排浆支路和排浆管路后输送至泥浆处理装置；

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统还包括高压水冲刷支路30，所述高压水冲刷支路30设置于开挖仓内用于对掘进机的刀盘和排浆口33进行冲洗。

所述高压水冲刷支路具体是指高压水冲刷支路的喷口处压力为10-20bar。

所述排浆管路上设有中继装置，用于为排浆管路提供压力。

所述泥浆处理装置包括泥浆分离站1和压滤机总成2，具体请参见现有技术。

泥浆分离站中制浆系统调配好的浆液通过进浆管路输送至开挖仓，开挖仓中的泥浆经过刀盘旋转搅拌，裹挟开挖过程中产生的渣土通过排浆管路被重新输送至地面泥浆分离站。在泥浆分离站和压滤机总成中，排出的浆液经过分离、压滤、重新调配达到可以再次利用的状态，被再次输送出泥浆分离站形成环流。浆液中分离和压滤出的渣土被转运至别处妥善处理，达到循环出渣的目的。

所述进浆管路在开挖仓内设有第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路、第一刀盘中心冲刷支路以及第二刀盘中心冲刷支路，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路上分别对应设有第一刀盘冲刷阀门13-1和第二刀盘冲刷阀门13-2，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路的末端均设有冲刷喷嘴组32-1，通过冲刷喷嘴组32-1实现对刀盘背部进行冲洗；

所述第一刀盘中心冲刷支路和第二刀盘中心冲刷支路上分别对应设有第一刀盘中心冲刷阀门14-1和第二刀盘中心冲刷阀门14-2，所述第一刀盘中心冲刷支路和第二刀盘中心冲刷支路的末端均设有刀盘中心喷嘴32-2，通过刀盘中心喷嘴32-2实现对刀盘中心进行冲洗，参见图4；

所述冲刷喷嘴组32-1包括至少两个喷嘴，各喷嘴间的喷射角度和通经均不相同。

优选的，本实施例中冲刷喷嘴组包括三个喷嘴，三个喷嘴间的喷射角度和通经均不相同。

优选的，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路对称设置对刀盘背部进行冲洗，参见图2。

所述高压水冲刷支路30包括第一高压水支路和第二高压水支路，所述第一高压水支路末端设有第一高压水喷嘴30-1用于对刀盘背部进行冲洗，所述第二高压水支路末端设有第二高压水喷嘴30-2用于对排浆口33进行冲洗。

参见图1和图3，所述第一高压水支路和第二高压水支路均包括两条，两条第一高压水支路与第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路一一对应设置，用于的刀盘背部进行冲洗，两条第二高压水支路对称设置在排浆口33的两侧，对排浆口33进行冲洗，参见图5。

所述进浆管路包括通过管道依次连接的进浆总阀门3、进浆泵4、进浆压力传感器5-1、进浆流量计6-1、进浆密度计7-1、地面进浆阀门8和机内进浆阀门12，所述进浆总阀门3远离进浆泵4的一端连接泥浆处理装置的出浆口，所述机内进浆阀门12远离地面进浆阀门8的一端设置有第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路、第一刀盘中心冲刷支路以及第二刀盘中心冲刷支路。

所述排浆管路包括通过管道依次连接的机内排浆阀门15、排浆泵入口压力传感器16、排浆泵17、排浆压力传感器5-2、排浆泵检修阀门18、中继装置、排浆流量计6-2、排浆密度计7-2以及地面排浆阀门25，所述机内排浆阀门15远离排浆泵17的一端连接所述排浆口33，所述地面排浆阀门25远离排浆密度计7-2的一端连接所述泥浆处理装置的进浆口。

所述中继装置包括并联设置的中继旁通支路和中继支路，实现浆液经中继旁通支路或中继支路输送至泥浆处理装置；

所述中继旁通支路包括中继泵旁通阀门24，所述中继泵旁通阀门24一端通过管道连接排浆泵检修阀门18远离排浆压力传感器5-2的一端，中继泵旁通阀门24的另一端通过管道连接排浆流量计6-2远离排浆密度计7-2的一端，中继泵旁通阀门24导通实现浆液从中继旁通支路输送至泥浆处理装置；

所述中继支路包括通过管道依次连接的中继泵入口阀门19、中继泵入口压力传感器20、中继泵21、中继泵出口阀门22和中继泵出口压力传感器23，所述中继泵入口阀门19远离中继泵入口压力传感器20的一端通过管道与排浆泵检修阀门18远离排浆压力传感器5-2的一端连通，所述中继泵出口压力传感器23远离中继泵出口阀门22的一端通过管道与排浆流量计6-2远离排浆密度计7-2的一端连通。

所述进浆管路和排浆管路均设有延伸管路，通过延伸管路实现增加掘进机的最大开挖深度；

所述进浆管路中的延伸管路包括进浆延伸泥浆管10-1和进浆换管阀门11-1，所述进浆换管阀门11-1设置于机内进浆阀门12和地面进浆阀门8之间，所述进浆延伸泥浆管10-1设置于进浆换管阀门11-1和地面进浆阀门8之间；

所述排浆管路中的延伸管路包括排浆换管阀门11-2和排浆延伸泥浆管10-2，所述排浆换管阀门11-2设置于中继装置和排浆泵检修阀门18之间，所述排浆延伸泥浆管10-2设置于排浆换管阀门11-2和中继装置之间。

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统还包括旁通管路，所述旁通管路连接进浆管路和排浆管路，在进浆管路、旁通管路、排浆管路以及泥浆处理装置之间形成浆液输送循环；

所述旁通管路包括机内旁通管路和机外旁通管路，所述机外旁通管路位于地面上，所述机内旁通管路设置于竖井内部；

所述机内旁通管路包括机内旁通阀门27，所述机内旁通阀门27一端通过管道与机内进浆阀门12靠近地面进浆阀门8的一端连通，机内旁通阀门27的另一端通过管道与排浆泵17远离排浆压力传感器5-2的一端连通；

所述机外旁通管路包括机外旁通阀门9，所述机外旁通阀门9一端通过管道与地面进浆阀门8靠近泥浆处理装置的一端连通，机外旁通阀门9的另一端通过管道与地面排浆阀门25靠近泥浆处理装置的一端连通。

在旁通管路工作下，调配好的浆液经进浆泵输送至机内或机外的旁通回路之后直接返回泥浆分离站。在进行管路延伸时，机外旁通管路可以使系统形成旁通回路，避免频繁启、停进浆泵组和管内残余泥浆凝固堵管。机内旁通管路除了可以在盾构机检修时系统形成机内旁通回路，避免泥浆凝固堵管外，还可以用来疏通竖井掘进机外的排浆管路，实现将排浆管路中堵塞的杂物或附着在排浆管壁的杂物冲刷掉。

所述反冲刷进浆支路包括反冲刷阀门28，所述反冲刷阀门28一端通过管道与机内进浆阀门12靠近地面进浆阀门8的一端连通，反冲刷阀门28的另一端通过管道与所述排浆口33连通；

所述反冲刷排浆支路包括反冲刷排浆阀门29，所述反冲刷排浆阀门29一端通过管道与机内排浆阀门15远离排浆口33的一端连通，反冲刷排浆阀门29的另一端连接管道实现输送开挖仓内的浆液。

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统的工作方式为带压出渣，开挖仓与外界分离，开挖仓设置为密闭空间，通过调整泥水压力改变开挖仓压力，带压出渣相比较于常压出渣可有效的提高出渣效率。

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统还包括液位检测系统，所述液位检测系统包括液位管34、液位管阀门26以及两组液位检测器件，所述液位管34设置于开挖仓内且沿开挖仓内浆液深度方向设置，两组液位检测器件沿着液位管34的长度方向间隔设置，所述液位管阀门26设置于两组液位检测器件之间；

一组液位检测器件包括至少一件电导式液位开关31，优选的，本实施例中一组液位检测器件包括两件沿着液位管34长度方向设置的电导式液位开关31。

通过液位检测系统配合相应的控制系统可以实现自动补浆、排浆、紧急情况下自动停泵等功能，以控制开挖仓处泥浆液位维持在所需高度，有效提高了出渣系统的可靠性和自动化程度。

优选的，本实施例中的进浆泵、排浆泵均采用变频调速控制的渣浆泵，通过调节渣浆泵的转速可以改变渣浆泵的流量及扬程，进而控制整个泥浆环流系统匹配掘进速度以及开挖仓内的液位。

本实施例中阀门为手动、液动、气动或电动驱动方式的球阀或闸阀中的一种或多种。

其中图2、图3和图5中的阴影部分示意的为冲刷流体覆盖区域。

应用本实施例的技术方案，具体是：

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统掘进、旁通及反冲刷三种工作模式；

掘进模式具体如下：

在掘进模式下，进浆总阀门3打开，进浆泵4开启，地面进浆阀门8开启，进浆换管阀门11-1开启，机内进浆阀门12开启，第一刀盘冲刷阀门13-1、第二刀盘冲刷阀门13-2、第一刀盘中心冲刷阀门14-1、第二刀盘中心冲刷阀门14-2开启，以上阀门开启后，伴随刀盘转动实现对刀盘冲刷全覆盖。

同时，机内排浆阀门15开启，排浆泵17开启，排浆换管阀门11-2开启。始发掘进时，中继泵21不需要工作，此时中继泵入口阀门19、中继泵出口阀门22关闭，中继泵旁通阀门24开启，地面排浆阀门25开启。当掘进一定深度时，需要中继泵21辅助排浆，此时中继泵入口阀门19、中继泵出口阀门22开启，中继泵21启动，中继泵旁通阀门24关闭，地面排浆阀门25开启。

在掘进模式下，机外旁通阀门9关闭，机内旁通阀门27关闭，反冲刷阀门28关闭，反冲刷排浆阀门29关闭，高压水冲刷支路30关闭。

旁通模式具体如下：

旁通模式分为机外旁通和机内旁通两种。机外旁通模式下，进浆总阀门3打开，进浆泵4开启，机外旁通阀门9打开，地面进浆阀门8关闭，地面排浆阀门25关闭，排浆泵17关闭，为防止泥浆管中残存泥浆在重力作用下回流至开挖仓影响液面高度，机内进浆阀门12、机内排浆阀门15、反冲刷阀门28、反冲刷排浆阀门29需要关闭。

机内旁通模式下，进浆总阀门3打开，进浆泵4开启，地面进浆阀门8开启，进浆换管阀门11-1开启，机内旁通阀门27开启，排浆泵17开启，排浆换管阀门11-2开启。始发掘进时，中继泵21不需要工作。此时中继泵入口阀门19、中继泵出口阀门22关闭，中继泵旁通阀门24开启，地面排浆阀门25开启。

当掘进一定深度时，需要中继泵21辅助排浆。此时中继泵入口阀门19、中继泵出口阀门22开启，中继泵21开启，中继泵旁通阀门24关闭，地面排浆阀门25开启。为防止泥浆管中残存泥浆在重力作用下回流至开挖仓影响液面高度，机内进浆阀门12、机内排浆阀门15、反冲刷阀门28、反冲刷排浆阀门29需要关闭。

反冲刷模式具体如下：

反冲刷模式下，进浆总阀门3打开，进浆泵4开启，机外旁通阀门9关闭，地面进浆阀门8开启，进浆换管阀门11-1开启，机内旁通阀门27关闭，反冲刷阀门28开启，机内排浆阀门15关闭，机内进浆阀门12关闭，反冲刷排浆阀门29开启。排浆泵17开启，排浆换管阀门11-2开启。始发掘进时，中继泵21不需要工作。此时中继泵入口阀门19、中继泵出口阀门22关闭，中继泵旁通阀门24开启，地面排浆阀门25开启。当掘进一定深度时，需要中继泵辅助排浆。此时中继泵入口阀门19、中继泵出口阀门22开启，中继泵21打开，中继泵旁通阀门24关闭，地面排浆阀门25开启。

针对高压水冲刷支路的实施方式如下：

当掘进过程中排浆口有渣土堆积导致排浆口堵塞，出现排浆不通畅时高压水冲刷支路打开，引入高压水直接冲刷排浆口将排浆口处堵塞的渣土冲散，达到辅助疏通排浆口的目的。同样当掘进过程中遇易结泥饼的地质时，亦可开启高压水冲刷支路，引入高压水直接冲刷刀盘背部及周边将刀盘上的泥块冲散，达到辅助冲刷刀盘的目的。

对进浆管路和排浆管路进行延伸具体如下：

掘进过程中，当掘进尺达到一定深度时，切换为机外旁通模式，将排浆换管阀门11-2、进浆换管阀门11-1关闭，将排浆延伸泥浆管10-2以及进浆延伸泥浆管10-1与竖井内的泥浆管路断开，从断开处续接一段延伸管路之后继续掘进。掘进过程中重复此过程达到快速延伸管路的目的。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，包括进浆管路、排浆管路、反冲刷管路以及泥浆处理装置，所述进浆管路一端连接泥浆处理装置，另一端设置于掘进机开挖仓内，用于将经泥浆处理装置处理后的浆液输送至开挖仓内，所述排浆管路一端设置于开挖仓内，另一端连接泥浆处理装置，用于将开挖仓内的浆液输送至泥浆处理装置，通过进浆管路和排浆管路配合实现浆液在开挖仓和泥浆处理装置之间的循环输送；

所述反冲刷管路包括反冲刷进浆支路和反冲刷排浆支路，所述反冲刷进浆支路连接排浆管路位于开挖仓内的排浆口(33)和进浆管路，进浆管路中的浆液经排浆口(33)输送至开挖仓，所述反冲刷排浆支路一端连接排浆管路，另一端设置于开挖仓内，实现开挖仓内的浆液经反冲刷排浆支路和排浆管路后输送至泥浆处理装置；

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统还包括高压水冲刷支路(30)，所述高压水冲刷支路(30)设置于开挖仓内用于对掘进机的刀盘和排浆口(33)进行冲洗；

所述排浆管路包括通过管道依次连接的机内排浆阀门(15)、排浆泵入口压力传感器(16)、排浆泵(17)、排浆压力传感器(5-2)、排浆泵检修阀门(18)、中继装置、排浆流量计(6-2)、排浆密度计(7-2)以及地面排浆阀门(25)，所述机内排浆阀门(15)远离排浆泵(17)的一端连接所述排浆口(33)，所述地面排浆阀门(25)远离排浆密度计(7-2)的一端连接所述泥浆处理装置的进浆口；

所述中继装置包括并联设置的中继旁通支路和中继支路，实现浆液经中继旁通支路或中继支路输送至泥浆处理装置；

所述中继旁通支路包括中继泵旁通阀门(24)，所述中继泵旁通阀门(24)一端通过管道连接排浆泵检修阀门(18)远离排浆压力传感器(5-2)的一端，中继泵旁通阀门(24)的另一端通过管道连接排浆流量计(6-2)远离排浆密度计(7-2)的一端，中继泵旁通阀门(24)导通实现浆液从中继旁通支路输送至泥浆处理装置；

所述中继支路包括通过管道依次连接的中继泵入口阀门(19)、中继泵入口压力传感器(20)、中继泵(21)、中继泵出口阀门(22)和中继泵出口压力传感器(23)，所述中继泵入口阀门(19)远离中继泵入口压力传感器(20)的一端通过管道与排浆泵检修阀门(18)远离排浆压力传感器(5-2)的一端连通，所述中继泵出口压力传感器(23)远离中继泵出口阀门(22)的一端通过管道与排浆流量计(6-2)远离排浆密度计(7-2)的一端连通。

2.根据权利要求1所述的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，所述进浆管路在开挖仓内设有第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路、第一刀盘中心冲刷支路以及第二刀盘中心冲刷支路，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路上分别对应设有第一刀盘冲刷阀门(13-1)和第二刀盘冲刷阀门(13-2)，所述第一刀盘冲刷支路和第二刀盘冲刷支路的末端均设有冲刷喷嘴组(32-1)，通过冲刷喷嘴组(32-1)实现对刀盘背部进行冲洗；

所述第一刀盘中心冲刷支路和第二刀盘中心冲刷支路上分别对应设有第一刀盘中心冲刷阀门(14-1)和第二刀盘中心冲刷阀门(14-2)，所述第一刀盘中心冲刷支路和第二刀盘中心冲刷支路的末端均设有刀盘中心喷嘴(32-2)，通过刀盘中心喷嘴(32-2)实现对刀盘中心进行冲洗；

所述冲刷喷嘴组(32-1)包括至少两个喷嘴，各喷嘴间的喷射角度和通经均不相同。

3.根据权利要求2所述的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，所述高压水冲刷支路(30)包括第一高压水支路和第二高压水支路，所述第一高压水支路末端设有第一高压水喷嘴(30-1)用于对刀盘背部进行冲洗，所述第二高压水支路末端设有第二高压水喷嘴(30-2)用于对排浆口(33)进行冲洗。

4.根据权利要求3所述的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，所述进浆管路包括通过管道依次连接的进浆总阀门(3)、进浆泵(4)、进浆压力传感器(5-1)、进浆流量计(6-1)、进浆密度计(7-1)、地面进浆阀门(8)和机内进浆阀门(12)，所述进浆总阀门(3)远离进浆泵(4)的一端连接泥浆处理装置的出浆口，所述机内进浆阀门(12)远离地面进浆阀门(8)的一端设置有第一刀盘冲刷支路、第二刀盘冲刷支路、第一刀盘中心冲刷支路以及第二刀盘中心冲刷支路。

5.根据权利要求4所述的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，所述进浆管路和排浆管路均设有延伸管路；

所述进浆管路的延伸管路包括进浆延伸泥浆管(10-1)和进浆换管阀门(11-1)，所述进浆换管阀门(11-1)设置于机内进浆阀门(12)和地面进浆阀门(8)之间，所述进浆延伸泥浆管(10-1)设置于进浆换管阀门(11-1)和地面进浆阀门(8)之间；

所述排浆管路的延伸管路包括排浆换管阀门(11-2)和排浆延伸泥浆管(10-2)，所述排浆换管阀门(11-2)设置于中继装置和排浆泵检修阀门(18)之间，所述排浆延伸泥浆管(10-2)设置于排浆换管阀门(11-2)和中继装置之间。

6.根据权利要求5所述的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，还包括旁通管路，所述旁通管路连接进浆管路和排浆管路，在进浆管路、旁通管路、排浆管路以及泥浆处理装置之间形成浆液输送循环；

所述旁通管路包括机内旁通管路和机外旁通管路；

所述机内旁通管路包括机内旁通阀门(27)，所述机内旁通阀门(27)一端通过管道与机内进浆阀门(12)靠近地面进浆阀门(8)的一端连通，机内旁通阀门(27)的另一端通过管道与排浆泵(17)远离排浆压力传感器(5-2)的一端连通；

所述机外旁通管路包括机外旁通阀门(9)，所述机外旁通阀门(9)一端通过管道与地面进浆阀门(8)靠近泥浆处理装置的一端连通，机外旁通阀门(9)的另一端通过管道与地面排浆阀门(25)靠近泥浆处理装置的一端连通。

7.根据权利要求6所述的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，所述反冲刷进浆支路包括反冲刷阀门(28)，所述反冲刷阀门(28)一端通过管道与机内进浆阀门(12)靠近地面进浆阀门(8)的一端连通，反冲刷阀门(28)的另一端通过管道与所述排浆口(33)连通；

所述反冲刷排浆支路包括反冲刷排浆阀门(29)，所述反冲刷排浆阀门(29)一端通过管道与机内排浆阀门(15)远离排浆口(33)的一端连通，反冲刷排浆阀门(29)的另一端连接管道实现输送开挖仓内的浆液。

8.根据权利要求1-7中任意一项所述的竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统，其特征在于，所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统的工作方式为带压出渣；

所述竖井掘进机用冲刷泥浆环流出渣系统还包括液位检测系统，所述液位检测系统包括液位管(34)、液位管阀门(26)以及两组液位检测器件，所述液位管(34)设置于开挖仓内且沿开挖仓内浆液深度方向设置，两组液位检测器件沿着液位管(34)的长度方向间隔设置，所述液位管阀门(26)设置于两组液位检测器件之间；

一组液位检测器件包括至少一件电导式液位开关(31)。

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