Способ проходки горных выработок и щит для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК E21D9/00 E21D9/06 

Изобретение относится к горной промышленности и строительству и может быть использовано при проходке тоннелей и других подземных сооруже- НИИ в сыпучих и связных грунтах в условиях изменения вида и состояния грунтов по трассе проходки.

Целью изобретения является повышение скорости проходки горных выра- боток за счет сокращения времени на yдaлeниe и установку горизонтальной полки и снижения трудоемкости.

На фиг.1 изображен проходческий щит, продольный разрез; на фиг,2 - то же, вид спереди; на фиг.3-6 - схемы установки горизонтальных полок; на фиг.7 - шарнирные соединения звеньев горизонтальной полки, вид сбоку; на фиг.8 - горизонтальная полка, вид сверху.

Щит для проходки тоннеля включает корпус 1 с щитовыми гидродомкратами 2, конвейер-перегружатель 3, рабочий орган избирательного действия 4, го- ризонтальную полку 5.

Корпус 1 имеет передний торец 6 и фланец 7, промежуточный фланец 8 и задний фланец 9. Между фланцами 8 и 9 установлены щитовые гидродомк- раты 2, а между фланцами 7 и 8 установлена горизонтальная полка 5.

В верхней части корпуса 1 на кронштейне 10, имеющей возможность вращения вокруг вертикальной оси, рас- положен рабочий орган избирател ьноГо действия 4, включающий поворотную стрелу 11, два рычага 12, телескопическую рукоять 13 с расположенной н ней лопатой 14.

К корпусу 1 щита и к рычагам 12 прикреплены гидродомкраты 15 поворота поворотной стрелы 11. Поворотная стрела 11 монтирована на кронштейне 10 через две поперечные оси 16

Горизонтальная полка 5 состоит из звеньев 17-19, которые соединены между собой шарнирами 20 и 21, край- кие звенья 17 и 19 которой установлены посредством шарнирньпс осей 22 и 23 на корпусе 1 щита.

.Для реализации способа проходки горных выработок возможны различные варианты установки горизонтальных по лок 5.

В предложенном техническом решени представлены четыре варианта удалени горизонтальной полки 5 из забоя при встрече связных грунтов.

В первом случае оба конца горизонтальной полки 5 посредством шарнирных осей 22 и 23 крепятся к корпусу 1 щита непосредственно, либо к фланцам 7 и 8. Для удаления горизонтальной полки 5 из забоя отсоединяют один конец, например, шарнирную ось 23 и, разворачивая горизонтальную полку вокруг шарнирной оси 22, устанавливают ее по полупериметру верхней части корпуса 1 щита.

Для возможности установки горизонтальной полки 5 по полупериметру корпуса 1 щита звенья 17-19 разворачивают вокруг шарниров 20 и 21.

Для фиксации горизонтальной полки 5 по полупериметру корпуса 1 щита в местах шарнирных, соединений 20 и 21 звеньев 17-19, и на конце звена 19 устанавливают, например,-фиксирующие пальцы 24, входящие в отверстия, выполненные во фланцах 7 и 8.

Во втором варианте складывания горизонтальной полки 5 один конец, например, шарнирной осью 23 крепится к фланцам 7 и 8, а другой конец горизонтальной полки 5 устанавливают шарнирной осью 22 в криволинейных направляющих 25, установленных, например, на фланцах 7 и 8. При складывании горизонтальной полки 5 ее конец 22 перемещают по криволинейным направляющим 25 до-тех пор, пока звенья 17-19 не займут положение по полупериметру верхней части корпуса 1 щита Для возможности осуществления этого длийа криволинейных направляющих 25 должна быть выбрана из условия возможности установки звеньев 17-19 по ломаной кривой по полупериметру корпуса 1 щита. Фиксируется горизонтальная полка 5 в местах шарнирных соединений 20 и 21 звеньев 17-19 посредством фиксирующих пальцев 24, входящих в отверстия, выполненные во фланцах 7 и 8.

В третьем варианте удаления горизонтальной полки 5 в щите выполнены криволинейные направляющие 25 и 26, в которых с возможностью перемещения установлены оба конца горизонтальной полки 5 посредством шарнирных осей 22 и 23,

-х

При удалении горизонтальной полки 5 из забоя смещают оба конца горизонтальной полки 5 по криволинейным направляющим 25 и 26 до установки звеньев 17-19 по полупериметру корпуг.а 1 Ц1гга по ломанной кривой и фиксируется фиксирующими пальцами 24, входящими в отверстия, выполяенньш во фланцах 7 и 8 -в местах перегиба звеньев 17-19- в шарнирах 20 и 21,

Возможен вариант удаления горизонтальной цолки 5 из забоя посредством вертикальной перегородки 27, шарнирно связанной со средним зве- ном 18 горизонтальной полки 5.

Другой конец верти-кальной перегородки 27 закреплен на поворотном барабане 28.

Вертикальная перегородка выполне- на в виде гибкой металлической ленты, наматываемой на поворотный барабан 28 при удалении горизонтальной полки 5 из забоя. В этом случае концы горизонтальной полки переме- щаются вверх по криволинейным направляющим 25 и 26 и горизонтальная полка 5 в этом положении удерживается вертикальной перегородкой 27. Во всех случаях горизонтальная полка 5 при удалении из забоя располагается в пределах ширины фланца 7 и 8 и не

взаимодействует с грунтом.

Крайние звенья 17 и 19 имеют петли 29 и 30, которые выполцены с отверстием 31 и 32. В отверстие 31 и 32 вставляют оси 22 и 23 при установке горизонтальной полки 5 в рабочее положение.

В местах шарнирного соединения звеньев 17 и 19 со звеном 18 выполнены ограничительные скосы 33 и 34, например на проушине 35. Проушина 36 крайних звеньев 17 и 19 связана со средним звеном 18 с возможностью свободного разворота вокруг шарниров 20 и 21. Крайние звенья 17 и 19 в местах соединения с корпусом щита также выполнены с торцовой поверхностью 37, не препятствующей поворо- ту звеньев горизонтальной полки 5 вокруг шарнирных осей 22 и 23 и крепежных петель на корпусе щита.

Среднее звено 18 горизонтальной полки 5 выполнено с петлями 38 для крепления вертикальной перегородки 27, которая также имеет взаимоответные петли, в которз вставляют крепежный палец при сборке горизонтальной полки 5 и вертикальной перегородки 27, который входит в отверстия 39, выполненные в петлях 38.

Для возможности натяжения горизонтальной полки 5 криволинейные

0

g 0 5

Q

5

напрянляющие 25 и 26 выполнены с нижними удлиненными концами с увехсичнваю- щимся расстоянием между ними или шарнирно осью 23 и криволинейной направляющей 25, т.е. расстояние между концами противоположно расположенных кр1гволинейных направляющих 25 н 26 больше, чем длина горизонтальной полки 5 . В случае выполнения одной криволинейной направляющей 25 (фиг.4) расстояние между щарнирной осью 23 и концами криволинейной направляющей 25 больше, чем длина горизонтальной полки 5.

В случае крепления обеих концов горизонтальной полки 5 к корпусу 1 щита натяжение в некоторой степени и обеспечение жесткости горизонтальной полки 5 достигается за счет плотного прилегания звеньев 17 и 19 к среднему звену 18, за.счет ограничительных скосо в 33 и 34, в результате чего образуется жесткая конструкция горизонтальной полки 5 и предотвращается колебание звеньев 17-19 горизонтальной полки 5 при внедрении щита в забой, обеспечивая повьш1ение надежности работы щитао

При проходке в сыпучих грунтах и малоустойчивых грунтах забой удерживается горизонтальной полкой 5. По мере продвижения щита щитовыми гидродомкратами 2 грунт с горизонтальной полки 5 осыпается и подгребается на конвейер-перегружатель 3 рабочим органом избирательного действия.

При встрече по трассе-проходке связных грунтов по всему сечению забоя горизонтальную полку удаляют из забоя для концов горизонтальной полки 5 либо перемещают по криволинейным направляющим одним, или оба конца горизонтальной полки 5 (в зависимости от конкретного выполнения устройства) и устанавливают по полупериметру верхней части корпуса 1 щита звенья 17-19 горизонтальной полки 5 по ломанной кривой и фиксируют в этом положении звенья 17-19 фиксирующими пальцами 24, входящими в отверстия, выполненные во фланцах 7 и 8 в местах перегибов звеньев 17-19 в шарнирах 20 и 21.

Разработка забоя ос- тцествляется рабочим органом избирательного действия 4.

В случае появления сыпучих или малоустойчивых грунтов в забое горизонтальную полку 5 устанавливают в рабочее положение, для чего вынимают фиксирующие пальцы 24 из отверстий во фланцах 7 и 8 и в зависимости от вида крепления концов горизонтальной полки 5, либо разворачивая звенья 17-19 устанавливают в горизонтальное положение и фиксируют в этом положении шарнирной осью 22 или 23, в зависимости от того, какой из концов горизонтальной полки 5 был зафиксирован при ее удалении из забоя, либо перемещая один конец по криволинейным направляющим 25, либо обеих концов по криволинейным направляющим 25 и 26 горизонтальнзто полку 5 устанавливают в горизонтальное положение и, перемещая дальше в удлиненные концы криволинейных направляющих 25 и

2. Щит для проходки горных выработок, включающий корпус с щитовыми домкратами, исполнительный орган и горизонтальную полку, состоящую из шарнирно связанных между собой звень ев, крайние звенья которой установлены на корпусе щита, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния производительности щита за счет сокращения времени на удаление и ус26, производят натяжение горизонталь-20 тановку горизонтальной полки и сни- ной полки 5.

После перемещения щита щитовыми .гидродомкратами 2 сооружают обделку.

Формула изобретения 25

жения трудоемкости, корпус выполнен с криволинейными направляющими, в которых установлены с возможностью перемещения шарниры крайних звеньев горизонтальной полки.

1. Способ проходки горных вырабо- 3. Щит по п.2, о т л и ч а ю - ток, включающий выемку грунта, пере- щ и и с я тем, что он снабжен вер- движение щита, сооружение обделки, тикальной перегородкой, выполненной крепление забоя посредством установ- 30 в виде упругой пластины, шарнирно ки горизонтальной полки при выемке закрепленной к среднему звену гори- сыпучих грунтов и уборку ее перед вы- зонтальной полки.

0

5

емкой связных грунтов, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости проходки горных выработок за счет сокращения времени на удаление и установку горизонтальной полки и снижения трудоемкости, перед выемкой звязных грунтов горизонтальную полку устанавливают по полупериметру верхней части корпуса щита.

2. Щит для проходки горных выработок, включающий корпус с щитовыми домкратами, исполнительный орган и горизонтальную полку, состоящую из шарнирно связанных между собой звеньев, крайние звенья которой установлены на корпусе щита, отличающийся тем, что, с целью повьппе- ния производительности щита за счет сокращения времени на удаление и ус0 тановку горизонтальной полки и сни-

тановку горизонтальной полки и сни-

жения трудоемкости, корпус выполнен с криволинейными направляющими, в которых установлены с возможностью перемещения шарниры крайних звеньев горизонтальной полки.

11

фиг.1

12

12

Фиг. 2

Изобретение относится к горной промышленности и строительству и м.б. использовано при проходке тоннелей и других подземных сооружений. Цель изобретения - повьшение скорости проходки горных выработок за счет сокращения времени на удаление и установку горизонтальной полки (ПТ) и снижение трудоемкости. Способ проходки горных выработок включает выемку грунта, передвижение щита, сооружение обделки, крепление забоя посредством установки ГП при выемке сыпучихгрунтов. Перед выемкой связных грунтов ГП устанавливают по полупериметру верхней части корпуса. Для этого ГП вьшолнена из шарнирно связанных между собой звеньев 17, а корпус -выполнен с криволинейными направляющими 25, 26. В последних с возможностью перемещения установлены шарнирные оси 22, 23 крайних звеньев ГП. При удалении ГП из забоя смещают оба конца ГП по криволинейным направляющим 25 и 26 до установки звеньев по полупериметру корпуса щита по ломаной линии и фиксируют пальцами 24 в местах перегиба звеньев в шарнирах 20. Для удаления ГП из забоя может использоваться горизонтальная перегородка. Она выполнена в виде упругой пластины и прикреплена шарнирно к среднему звену ГП. 1 с.п. и 1 з.п. ф-лы, 8 ил. I сл со 05 ьо оо со О5

i/e.5

ФагМ

Фиг 6

Jg

Заказ 6353/22Тираж 453Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4