ПРОХОДЧЕСКИЙ АГРЕГАТ Российский патент 1994 года по МПК E21D9/04 

Изобретение относится к подземному строительству, в частности к механизации работ в метро и тоннелестроении, и может быть использовано, например, при сооружении в нарушенных и слабых грунтах верхнего свода односводчатых станций метрополитена глубокого заложения подземным способом со сборной железобетонной обделкой свода, состоящей из отдельных блоков.

Известен проходческий агрегат для возведения прорези, включающий блокоукладчик и дугообразную форму, состоящую из связанных между собой щитовых оболочек с возможностью их продольного перемещения; внутри каждой оболочки смонтирован породоразрабатывающий орган, состоящий из фрезы, закрепленной на телескопической стреле.

Недостатком этого проходческого агрегата являются большая трудоемкость для направленного перемещения и большая материалоемкость из-за больших отклонений от проектной формы выработки.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является проходческий агрегат типа АМШ-2, включающий дугообразную ферму с блокоукладчиком, породоразрабатывающую установку и шандоро-арочную крепь.

Однако агрегат АМШ-2 обладает низкой надежностью работы в сыпучих и нарушенных породах вследствие того, что шандоро-арочная крепь, опирающаяся на дугообразную ферму, не имеет предварительного распора кровли и обнажает всю полосу крепления при передвижке агрегата на забой.

Целью изобретения является повышение надежности работы агрегата в условиях неустойчивых и нарушенных пород.

Поставленная цель достигается тем, что проходческий агрегат, содержащий блокоукладчик с механизмами для установки блоков обделки, установленный с возможностью продольного перемещения комбайны и скрепер, снабжен рамой, оснащенной пазами, опорами и распорными устройствами с гидравлическими домкратами и секциями крепи, расположенными в пазах рамы и соединенными с рамой верхними и нижними домкратами, причем каждая из секций включает перекрытие с задней консолью, гидростойки и основание.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый проходческий агрегат отличается тем, что он снабжен рамой, оснащенной пазами, опорами и распорными устройствами с гидравлическими домкратами и секциями крепи, расположенными в пазах рамы и соединенными с рамой верхними и нижними домкратами, причем каждая из секций включает перекрытие с задней консолью, гидростойки и основания. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ известных технических решений (аналогов) в исследуемой области, т. е. подземном строительстве, позволяет сделать вывод об отсутствии в них признаков, сходных с существенными отличительными признаками в заявляемом проходческом агрегате, и признать заявляемое решение соответствующим критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 изображен предлагаемый агрегат, вид со стороны забоя; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 5 - вид по стрелке Г на фиг. 3; на фиг. 6 - вариант разреза А-А на фиг. 1.

Проходческий агрегат содержит блокоукладчик 1 с двумя рядами рольгангов (верхний 2 и нижний 3) для доставки блоков к месту их установки, и раму 4. включающую две или более опорные тележки 5.

Блокоукладчик 1 связан с рамой 4 в трех точках шарнирными тягами или домкратами (не показаны). Рама 4 оснащена нижними опорами 6 и распорными устройствами 7. Нижние опоры 6 приводятся в действие домкратами 8 и могут опираться на ядро выработки. Распорные устройства 7 приводятся в действие домкратами 9.

На торцовой стороне рамы 4 жестко закреплены верхняя 10 и нижняя 11 направляющие комбайнов с зубчатой рейкой 12. На направляющих 10 и 11 установлен один или два комбайна 13 с рабочим органом 14. Каждый из комбайнов 13 может перемещаться вдоль рамы 4 по направляющим 10 и 11, а также устанавливать рабочий орган 14 у свода или ядра выработки.

Также на торцевой части рамы 4 жестко закреплен лемех 15, по которому возвратно-поступательно перемещается скрепер 16.

Над блокоукладчиком 1 и рамой 4, перекрывая обнаженный свод, установлены перекрытия 17, каждое из которых опирается через гидростойки 18 и основание 19 на ядро выработки. Гидростойки 18 расположены в пазах 20 рамы 4. Они могут свободно перемещаться относительно рамы 4 в радиальном направлении выработки, перемещаться на один шаг (равный захвату комбайна) по направлению проходки выработки и не могут смещаться вдоль забоя. Такая конструкция обеспечивает устойчивость перекрытия 17. Перекрытие 17, гидростойки 18 и основание 19 составляют секцию крепи, которая соединена с рамой 4 верхними 21 и нижними 22 домкратами передвижки.

С помощью этих домкратов секции крепи могут последовательно передвигаться на забой по мере обнажения свода выработки и передвигать раму 4 вместе с комбайнами 13 к новому забою.

На фиг. 6 изображен вариант крепления верхних домкратов 21. Цилиндр домкрата закреплен на перекрытии 17. Шток домкрата оборудован дополнительной опорой. При подаче рабочей полости шток выдвигается и через опору опирается на арку 23. При дальнейшем выдвижении штока перекрытие 17 передвигается к забою. После передвижки секции шток домкрата втягивается, освобождая место для установки блока новой арки.

Каждое перекрытие 17 оснащено задней консолью 24, которая обеспечивает защиту рабочего пространства над блокоукладчиком 1. Задняя консоль 24 опирается на ранее установленную арку 25. Блоки вновь устанавливаемой арки 23 прижимаются к нижним поверхностям задних консолей. Задняя консоль 24, прижатая к породам свода аркой 25, и распорное устройство 7 с домкратом 9 обеспечивают устойчивость перекрытия 17 относительно гидростойки 18 на всех стадиях работы проходческого агрегата.

Разработанная комбайном 13 порода перемещается вдоль забоя и грузится в вагонетки 26 скрепером 16.

Доставка блоков 27 обделки к месту монтажа обеспечивается тележкой 28. Затаскивание блока на нижний рольганг 3, подъем его на верхний рольганг 2 и установка на место монтажа производится одним из известных способов, например как в прототипе.

Подъем блокоукладчика 1 для осуществления контакта блоков с задними консолями 24 перекрытий 17 осуществляют домкратами 29.

Обжатие обделки на породу производят с помощью распорного блока 30.

Агрегат работает следующим способом.

В исходном положении перекрытия 17 секций крепи придвинуты к забою. Штоки домкратов 21 и 22 втянуты. Задние консоли 24 перекрытий 17 опираются на ранее установленную арку 25. Гидростойки 18 расперты между перекрытиями 17 и основаниями 19 предварительным давлением рабочей жидкости.

Комбайны 13 находятся на концевых участках забоя. Их рабочие органы 14 размещены в свободных пространствах опорных тоннелей. Цикл работы начинается с включением одного из комбайнов. Его рабочий орган устанавливается у свода выработки и включается подача комбайна 13. Одновременно включается привод скрепера 16. Комбайн 13, перемещаясь по направляющим 10 и 11, разрушает породу и выгружает ее из забоя в сторону скрепера 16.

Часть породы из-за формы забоя самотеком попадает в вагонетки 26. Оставшаяся часть породы грузится в вагонетки 26 скрепером 16.

После прохода рабочего органа 14 мимо секции крепи гидростойки 18 этой секции разгружаются и включаются домкраты 21 и 22. Одновременно включается домкрат 9 распорного устройства 7. При этом вся секция крепи перемещается к забою, обеспечивая активный подпор перекрытия к своду выработки. На новом месте гидростойки 18 распираются с предварительным распором.

Операции по передвижке всех секций крепи производятся последовательно вслед за рабочим органом комбайна.

Перемещение комбайна вдоль забоя осуществляется до середины выработки. В середине выработки комбайн останавливается, рабочий орган опускается в нижнее положение, а подача комбайна реверсируется для движения в противоположном направлении. Совместно с этой операцией возможно включение второго комбайна для выемки верхней части породы во второй половине забоя. После окончания выемки породы по всему забою комбайны устанавливаются в исходное положение с рабочими органами в опорных тоннелях.

Затем производится передвижка рамы 4 и блокоукладчика 1. Для этого домкратами 8 поднимаются вверх все нижние опоры 6, а домкратами 9 опускаются все распорные устройства 7. Включаются домкраты 21 и 22 и рама 4 с блокоукладчиком 1 перемещается на один шаг к забою. На новом месте рама 4 фиксируется в выработке от смещений: последовательно, начиная от центра выработки, опускаются на ядро нижние опоры 6 и поднимаются (прижимаясь к перекрытиям) распорные устройства 7.

Затем производят набор блоков следующим образом.

С тележек 28 блоки 27 поочередно затаскиваются на нижний рольганг 3, доставляются до середины блокоукладчика 1, где поднимаются специальным механизмом (одной из известных конструкций) на верхний рольганг 2. По верхнему рольгангу 2 блоки доставляются до места установки влево и вправо до полного набора. Последним ставится таким же образом распорный блок 30.

После набора полного комплекта блоков с помощью домкратов 29 блокоукладчик 1 поднимается до контакта блоков с задними консолями 24 перекрытий 17 и производится первичное обжатие арки 23.

При дальнейшей работе, когда задние консоли 24 полностью освободят пространство над аркой 23, производится вторичное обжатие арки 23 в породы кровли.

В дальнейшем цикл разработки породы и монтажа обделки повторяется.

Изобретение обеспечивает использование проходческого агрегата при строительстве односводчатых станций метрополитена в сыпучих и нарушенных грунтах без применения специальных способов (замораживание, химическое упрочнение и др. ) закрепления породы.

Использование: подземное строительство, в частности механизация работ в метро и тоннелестроении. Сущность изобретения: проходческий агрегат включает блокоукладчик с механизмами для установки блоков обделки, комбайны, скрепер и раму, выполненную с опорами, пазами и распорными механизмами с гидравлическими домкратами и секциями крепи. Последние расположены в пазах рамы и соединены с ней посредством верхних и нижних домкратов. Каждая из секций крепи включает перекрытие с задней консолью, гидростойки и основание. Домкраты секции крепи могут последовательно передвигаться на забой по мере обнаружения свода выработки и передвигать раму с комбайнами к новому забою. 6 ил.

ПРОХОДЧЕСКИЙ АГРЕГАТ, включающий блокоукладчик с механизмами для установки блоков обделки, установленный с возможностью продольного перемещения, комбайны и скрепер, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности в работе в условиях неустойчивых пород, он снабжен рамой, выполненной с опорами, пазами и распорными механизмами с гидравлическими домкратами и секциями крепи, расположенными в пазах рамы и соединенными с рамой посредством верхних и нижних домкратов, при этом каждая из секций крепи включает перекрытие с задней консолью, гидростойки и основание.