Тоннелепроходческий комплекс Советский патент 1993 года по МПК E21D9/10 

Гзг

J/ f f I f

7 I i i Ш -г гу Ъ I l . -л r5 6Ю J3 -g

-I

n

зг

Г

-г гу-л r/С

00

00

СП

со

Фиг. 1

Изобретение относится к горному делу, в частности к щитовым тоннелепроходче- ским комплексам, и может использоваться при сооружении тоннелей, преимущественно в крепких породах.

Целью изобретения является повышение производительности комплекса.

На фиг. 1 изображен тоннелепроходче- ский комплекс, вид сбоку: на фиг.2 -сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - узел Б на фиг,1; на фиг.4 - разрез В-В на фиг.1; на фиг,5 - гидросистема подключения гидроцилиндра перемещения щитового конвейера; на фиг.6 - разрез Г-Г на фиг.1.

Предлагаемый тоннелепроходческий комплекс включает проходческий щит 1 с роторным исполнительным органом 2 и распорный щит 3. Роторный исполнительный орган 2 снабжен породоразрушающим инструментом (шарошками) 4 и установлен на вращающемся кольце радиально-упорно- го подшипника 5 большого диаметра, неподвижное кольцо которого закреплено в проходческом щите 1. Вращение роторного исполнительного органа 2 осуществляется двигателем 6, также установленным в проходческом щите 1. Кроме того, проходческий щит 1 снабжен выдвижными стабилизаторами 7. В распорном щите 3 установлены выдвижные башмаки 8 и щитовые гидроцилиндры 9. Проходческий щит 1 и распорный щит 3 соединены гидроцилиндрами подачи 10 и раскручивания 11. С распорным щитом 3 посредством сферического шарнира 12 соединен передний конец балки 13, задняя часть которой карданным шарниром 14 соединена с передней частью первой технологической платформы 15. Внутри балки 13 с возможностью перемещения установлен щитовой конвейер 16. Передняя часть щитового конвейера 16 шарниром 17 соединена с проходческим щитом 1 и через отверстие в радиально- упорном подшипнике 5 входит внутрь исполнительного органа 2. Шарнир 17 не препятствует перемещению передней части щитового конвейера 16 в вертикальном и поперечном направлениях относительно проходческого щита 1, а также изменению их углового положения и выполнен разъемным. В случае извлечения оси 18 шарнира 17 щитовой конвейер 16 отсоединяется от проходческого щита 1. Щитовой конвейер 16 дополнительно соединен с балкой 13 гид- дэоцилиндром М9. Гидроцилиндр 19 соединен трубопроводами 20 и 21 через трехпозиционный распределитель 22 с напорной 23 и сливной 24 линиями. В среднем положении распределителя 22 и поршневая и штоковая полости гидроцилиндра 19 трубопроводами 20 и 21 соединены со сливной линией 24. К первой технологической платформе 15 присоединены вторая 25 и последующие технологические платформы. На

технологических платформах 15 и 25 установлен магистральный конвейер 26. Приемная секция 27 магистрального конвейера 26 соединена шарниром 28 с второй секцией 29 магистрального конвейера 21 и двумя

0 гидроцилиндрами 30 с первой технологической платформой 16. Гидроцилиндры 30 подвески приемной секции 27 магистраль- ного конвейера 26 снабжены гидрозамками, На балке 13 с возможностью перемещения

5 установлено оборудование для крепления тоннеля, выполненное в виде блоко- укладчика 31 и бурильной установки 32. Блокоукладчик 26 соединен с балкой 13 гидроцилиндром 33, а бурильная установка 0 гидроцилиндром 34.

Предлагаемый тоннелепроходческий комплекс работает следующим образом. В исходном положении гидроцилиндры подачи 10 втянуты, проходческий щит 1 и рас5 порный щит 3 максимально сближены. Выдвижные башмаки 8 распорного щита 3 прижаты к стенкам выработки с максимальным усилием, а выдвижные стабилизаторы 7 проходческого щита 1 поджаты к стенкам

0 выработки с минимальным усилием и зафиксированы.

Роторный исполнительный орган 2 приводится во вращение двигателями 6 и пода ется на забой вместе с проходческим щитом

5 1 гидроцилиндрами подачи 19. Шарошки 4 при этом внедряются в породу и, перекатываясь по забою при вращении исполнительного органа 2, разрушают ее. Реактивные усилия от гидроцилиндров подачи 10 восп0 ринимаются распорным щитом 3, с помощью выдвижных башмаков 8 распертым в выработке. Реактивный момент гидроцилиндрами раскручивания 11 также передается на распорный щит 3. Так как балка 13

5 соединена с распорным щитом 3, то и балка 13, и технологические платформы 15, 25 при разрушении породы остаются неподвижными. В результате при разрушении породы исключаются потери на перемещении тех0 нологических платформ 15, 25 и усилие гидроцилиндров подачи 10 в более полной мере используется для разрушения породы, Напорные усилия на шарошках 4 увеличиваются, что позволяет более эффективно

5 разрушать породы, особенно крепкие.

Разрушенная порода роторным исполнительным органом 2 грузится на щитовой конвейер 16. Так как щитовой конвейер 16 соединен с проходческим щитом 1 шарниром 17 и установлен внутри балки 13 с возможностью перемещения, то при разрушении породы щитовой конвейер 16 перемещается за проходческим щитом 1. Гидроцилиндр 19, соединяющий щитовой конвейер 16 с балкой 13, не препятствует перемещению щитового конвейера 16, так как распределитель 22 находится в среднем положении и обе полости гидроцилиндра 19 через трубопроводы 20, 21 и распределитель 22 соединены со сливной линией 24. А так как шарнир 17 не препятствует перемещению передней части щитового конвейера 16 в вертикальном и поперечном направлениях относительно проходческого щита 1, а также изменению их взаимного углового положения, то тоннелепроходческий комплекс может проходить и криволинейные участки тоннелей.

Порода со щитового конвейера 16 перегружается на магистральный конвейер 26 и далее в вагонетки. Приемная секция 27 магистрального конвейера 26 при этом гидроцилиндрами 30 удерживается в верхнем положении.

Так как балка 13 с установленными на ней блокоукладчиком 31 и бурильной установкой 32 соединена сферическим шарниром 12 с распорным щитом 3, то при разрушении породы она неподвижна, Про- ворот балки 13 вокруг продольной оси исключен, так как задний конец балки 13 соединен карданным шарниром 14 с первой технологической платформой 15.

В результате крепление тоннеля может производиться одновременно с разрушением породы, что обеспечивает увеличение производительности тоннелепроходческо- го комплекса за счет совмещения основных операций. При сооружении тоннелей в устойчивых породах бурильной установкой 32 бурятся шпуры, в которые устанавливаются анкеры. В дальнейшем к анкерам подвешивается сетка и стенки тоннеля покрываются набрызг-бетоном.

При сооружении тоннеля в слабоустойчивых породах блокоукладчиком 31 укладывается кольцо обделки из бетонных блоков или чугунных тюбингов. При этом блоки или тюбинги поочередно подаются под блокоук- ладчикЗ и затем устанавливаются в кольцо обделки.

Необходимо также отметить, что поскольку балка 13 соединена с распорным щитом 3 и первой технологической платформой 15, то длина балки 13 по сравнению с прототипом уменьшена, что позволяет уменьшить поперечные балки 13 при сохранении ее жесткости. Уменьшение поперечных размеров балки 13 улучшает условия крепления тоннеля, что также способствует увеличению производитопьности комплекса.

После того как порода разрушена на величину заходки, определяемую ходом 5 гидроцилиндров подачи 10, и выполнены все необходимые операции по креплению тоннеля, выдвижные стабилизаторы 7 проходческого щита 1 прижимаются к стенкам выработки с максимальным усилием, а вы- 0 движные башмаки 8 распорного щита 3 втягиваются. Затем распорный щит 3 гидроцилиндрами подачи 10 подтягивается к проходческому щиту 1. В том случае, когда крепление тоннеля выполнено из бетонных

5 блоков из чугунных тюбингов, распорный щитЗ может передвигаться вперед, отталкиваясь щитовыми гидроцилиндрами 9 от кольца обделки. Одновременно с распорным щитом 3 перемещаются вперед балка

0 13 с блокоукладчиком 31 и буровой установкой 32, и технологические платформы 15, 25 с установленным -на них магистральным конвейером 26. Так как щитовой конвейер 16 шарниром 17 соединен с проходческим

5 щитом 1, то при перемещении распорного щита 3 и балки 13 щитовой конвейер 16 остается неподвижным. Но это не препятствует перемещению распорного щита 3 и балки 13, так как щитовой конвейер 16 уста0 новлен внутри балки 13 с возможностью перемещения, а обе полости гидроцилиндра 19, связывающего щитовой конвейер 16 и. балку 13, соединены со сливной линией.

5Поскольку балка 13 соединена с распорным щитом 3 сферическим шарниром 12, а с первой технологической платформой 15 - карданным шарниром 14, то тоннелепроходческий комплекс может проходить кри0 волинейные участки выработок, при этом допускается возможность закручивания распорного щита 3 относительно балки 13 и связанной с ней первой технологической платформы 15 в определенных пределах.

5После того как распорный щит 3 с балкой 13 и технологическими платформами 15, 25 передвигается на необходимое расстояние вперед, выдвижные башмаки 8 распорного щита 3 прижимаются к стенкам

0 выработки с максимальным условием, уси- лие прижатия выдвижных стабилизаторов 7 уменьшается и цикл повторяется.

В случае необходимости (осмотр и замена шарошек 4, осмотр забоя и т.п.) извлека5 ется ось 18 шарнира 17, в результате чего щитовой конвейер 16 отсоединяется от проходческого щита 1. Приемная секция 27 магистральногоконвейера 26 гидроцилиндрами 30 опускается в крайнее нижнее положение, после чего распределитель 22 переключается в правое положение в позицию II, соединяя напорную линию 23 со штоковой полостью гидроцилиндра 19, а сливную линию 24 - с поршневой полостью. Шток гидроцилиндра 19 втягивается, перемещая щитовой конвейер 16 внутри балки 13 назад. Передняя часть щитового конвейера 16 при этом выходит из отверстия ради- ально-упорного подшипника 5, обеспечивая свободный допустк внутрь роторного исполнительного органа 2.

После проведения необходимых работ в роторном исполнительном органе 2 (осмотра и замены шарошек и т.д.) распределитель 22 переключателя в левое положение в позицию I, с напорной линией 23 соединяется поршневая полость гидроцилиндра 19, и шток гидроцилиндра 19 выдвигается, перемещая щитовой конвейер 16 вперед. После того как передняя часть щитового конвейера 16 войдет в отверстие радиально-упорно- го подшипника 5, ось 18 шарнира 17 устанавливается на место, распределитель 22 устанавливается в среднее положение, а приемная секция 27 магистрального конвейера 26 гидроцилиндрами 30 поднимается в крайнее верхнее положение. Комплекс вновь готов к работе.

Формул а изобретения 1. Тоннелепроходческий комплекс, включающий проходческий щите роторным исполнительным органом, распорный щит,

: V SK/

6

т хх

17 7 7

Л-хгуу

7

t /j/:/ //

соединенный гидроцилиндрами подачи и раскручивания с механизированным щитом, технологические платформы, балку, шарнирно соединенную задней частью с передней частью первой технологической платформы, щитовой конвейер, установленный внутри балки, магистральный конвейер, приемная секция которого расположена на первой технологической платформе, а вторая и последующие секции - на последующих платформах, оборудование для крепления тоннеля, установленное на балке с возможностью перемещения, отличающийся тем, что, с целью повышения

производительности, передний конец балки шарнирно соединен с распорным щитом, а щитовой конвейер установлен в балке с возможностью осевого перемещения, при этом передняя часть щитового конвейера шарнирно соединена с механизированным щитом.

2. Комплекс по п.1, от л и ч а ю щий- с я тем, что щитовой конвейер дополнительно соединен с балкой посредством дополнительного гидроцилиндра, шарнир соединения щитового конвейера с механизированным щитом выполнен разъемным, приемная секция магистрального конвейера соединена с первой технологической

платформой посредством гидроцилиндров, а секции магистрального конвейера соединены шарнирно.41

№

У,

/ // ////// / / ///А

Использование: сооружение тоннелей. Тоннелепроходческий комплекс из переходного щита 1 с роторным исполнительным органом 2 и распорного щита 3. Щиты 1 и 3 соединены гйдроцилиндрами подачи 10 и раскручивания 11. С распорным щитом 3 посредством сферического шарнирно соединен передний конец балки 13, задняя часть которой карданным шарниром соединена с передней частью первой технологической платформы 15. Внутри балки 13 с возможностью перемещения установлен щитовой конвейер, передняя часть которого шарнирно соединена с передним щитом 1. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

; //

r/ / 7/ У/ ///////Т/ )

Фиг- 2

&Z

УУ// / // ///-T L/ /

Фуг.З g -.g

фи 4

A

(pue,5

Г-Г

1817815-$

L

физ. 6