竖井专利技术主要分类有哪几大类

矿专利

竖井作为地下工程的重要组成部分,在矿山开采、水利水电、城市轨道交通、能源储运等诸多领域发挥着不可替代的作用。随着我国基础设施建设的快速发展和地下空间开发利用的不断深入,竖井工程的建设难度和技术要求日益提高,相关的专利申请和授权数量也呈现出稳步增长的态势,这些专利不仅记录了技术创新的轨迹,也为行业发展提供了有力的技术支撑。通过对国家专利局公开数据的梳理以及科科豆等专业平台的信息检索,可以发现竖井技术领域的专利主要围绕几个核心技术方向展开,这些技术方向共同构成了竖井工程从设计、施工到运营维护的完整技术体系。

在竖井开凿技术领域,专利申请主要集中在新型凿岩方法、掘进设备改进以及特殊地质条件下的施工工艺创新等方面。传统的竖井开凿方法如钻爆法,虽然工艺成熟,但在效率和安全性方面仍有提升空间,因此有大量专利致力于优化钻爆参数、改进爆破器材以提高破岩效果和降低对围岩的扰动。随着机械化水平的提高,全断面掘进机(TBM)在竖井施工中的应用逐渐增多,相关专利涵盖了掘进机的刀盘设计、驱动系统、姿态控制、出碴系统等关键部件的创新,例如针对硬岩地层开发的高效耐磨刀具专利,以及适应复杂地质条件的自适应掘进控制系统专利。此外,对于涌水、断层、高地温等特殊地质,专利技术通过超前地质预报、注浆加固、冷冻法施工等手段,为安全高效开凿提供了保障,例如某专利提出的深竖井冻结壁温度场监测与控制技术,有效解决了冻结施工中冻胀融沉的难题。

竖井支护与安全保障技术是专利布局的另一个重点领域,这直接关系到竖井施工和运营期间的稳定性与安全性。基于知网等平台的文献检索可知,早期的支护专利多集中在传统的砌碹、喷射混凝土等被动支护技术的改进,而近年来的专利则更倾向于主动支护与动态支护理念的结合。例如,新型锚杆锚索支护体系的专利,通过优化杆体材料、锚固方式和预紧力施加工艺,显著提高了支护结构的承载能力和变形控制效果;装配式衬砌结构专利则实现了预制构件的快速安装,缩短了工期并保证了施工质量。在安全保障方面,围岩稳定性监测与预警专利技术得到了快速发展,这些专利通常集成了多种传感器和数据采集分析系统,能够实时监测竖井围岩的位移、应力、渗流等参数,并通过建立的预警模型及时发出风险提示。同时,针对竖井施工中可能遇到的瓦斯、火灾、涌水等灾害,相关专利提供了包括高效通风、自动灭火、快速堵水等在内的一系列防治技术方案,为施工人员的生命安全和工程的顺利进行保驾护航。

竖井提升运输系统作为连接地面与地下的关键通道,其技术先进性直接影响整个工程的运行效率和经济性,因此该领域的专利技术也非常密集。提升设备的核心是提升机,专利技术围绕提升机的驱动方式、制动系统、控制系统以及钢丝绳等关键部件展开创新。大型化、高速化、智能化是提升机技术的发展趋势,例如大吨位多绳摩擦式提升机专利,通过优化摩擦衬垫材料和绳槽结构,提高了提升能力和运行可靠性;而智能化提升控制系统专利则采用了先进的PLC控制技术和人机交互界面,实现了提升过程的自动化操作和远程监控。提升容器的改进也是专利关注的焦点,如防坠器的结构优化专利、箕斗和罐笼的轻量化设计专利等,旨在提高运输效率和安全性。此外,提升系统的辅助设备,如天轮、导向轮、装载卸载装置等,也有不少专利涉及结构改进和性能提升,例如高效节能的变频调速提升系统专利,通过优化电机控制策略,大幅降低了能耗。

除了上述主要技术方向外,竖井辅助系统及综合技术优化方面的专利也不容忽视,这些专利虽然可能不直接参与竖井的主体结构施工或核心功能实现,但对于提升工程整体效益、降低成本、减少环境影响等方面具有重要作用。通风系统专利致力于解决深井通风困难的问题,通过优化风道设计、采用高效节能风机以及智能风量调节技术,确保地下作业环境的空气质量。排水系统专利则针对不同涌水量条件,提供了包括离心式水泵、潜水泵以及自动化排水控制在内的解决方案,以保证竖井内的干燥作业条件。在照明、通讯、信号等辅助系统方面,专利技术也在不断升级,如长寿命LED照明系统专利、稳定可靠的井下通讯专利等,为竖井的日常运营管理提供了便利。同时,还有一些专利涉及竖井工程的综合技术优化,例如施工组织优化方法、数值模拟技术在设计和施工中的应用、BIM技术(建筑信息模型)在竖井全生命周期管理中的集成应用等,这些专利通过对多种技术的整合与优化,实现了竖井工程在技术、经济和社会效益上的整体提升。通过八月瓜等平台对这些专利进行检索和分析,可以帮助相关企业和研究机构更好地了解行业技术动态,规避专利风险,寻找新的创新点。

常见问题(FAQ)

竖井专利技术主要分为哪几大类? 竖井专利技术主要分为施工技术类、安全防护类、监测与控制类等。 不同大类的竖井专利技术有什么特点? 施工技术类注重高效、便捷施工,安全防护类强调保障人员和设备安全,监测与控制类侧重于实时掌握竖井状况。 哪类竖井专利技术应用更广泛? 施工技术类应用较为广泛,因为它直接关系到竖井建设的进度和质量。

误区科普

有人认为只要是与竖井相关的技术都能申请专利,实际上并非如此。只有具备新颖性、创造性和实用性的技术方案才符合专利申请条件。一些常规的、没有创新点的竖井施工操作或想法是无法获得专利授权的。

延伸阅读

  • 《竖井工程设计与施工技术》(中国矿业大学出版社):系统阐述竖井开凿方法、支护技术及特殊地质处理,涵盖钻爆法优化、TBM应用及冻结施工等核心内容,与原文“竖井开凿技术”领域高度契合,适合深入理解主体施工工艺。
  • 《地下工程支护结构创新与实践》(冶金工业出版社):聚焦主动支护、装配式衬砌及围岩监测技术,详解锚杆锚索体系、预制构件安装及智能监测系统,对应原文“支护与安全保障技术”章节,可辅助掌握支护与预警创新方向。
  • 《矿山提升运输设备设计手册》(机械工业出版社):围绕提升机驱动系统、制动技术、智能化控制及钢丝绳优化展开,包含多绳摩擦式提升机、防坠器等专利相关内容,契合“提升运输系统”技术要点,适合技术细节研究。
  • 《深井工程辅助系统设计与优化》(煤炭工业出版社):涵盖通风、排水、照明等辅助系统,涉及高效风机、自动化排水控制及节能技术,对应原文“辅助系统及综合优化”部分,助力了解工程整体效益提升方案。
  • 《地下工程施工安全与灾害防治》(中国建筑工业出版社):针对瓦斯、涌水、火灾等灾害,提供通风、灭火、堵水等防治技术,与原文“安全保障”领域紧密相关,可系统学习施工风险防控手段。

本文观点总结:

竖井作为地下工程重要部分,在多领域作用关键。随着我国基础设施建设发展,竖井工程技术要求提高,相关专利数量稳步增长。 1. 竖井开凿技术:专利集中在新型凿岩方法、掘进设备改进与特殊地质施工工艺创新。如优化钻爆参数、改进TBM关键部件,还有针对特殊地质的超前预报、注浆加固等技术。 2. 竖井支护与安全保障技术:早期支护专利改进被动支护技术,近年倾向主动与动态支护结合。如新型锚杆锚索、装配式衬砌结构专利。安全保障方面,围岩监测预警专利发展快,还有针对灾害的防治技术。 3. 竖井提升运输系统:专利围绕提升机关键部件创新,如大吨位多绳摩擦式提升机、智能化控制系统。提升容器和辅助设备也有结构改进和性能提升的专利,提高运行效率和经济性。 4. 竖井辅助系统及综合技术优化:通风、排水、照明等辅助系统专利不断升级,还有施工组织优化、数值模拟、BIM技术应用等综合技术优化专利,提升工程整体效益。检索分析这些专利可助企业和机构了解行业动态,寻找创新点。

引用来源:

国家专利局公开数据

科科豆专业平台信息检索

知网文献检索

八月瓜专利检索平台

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