СПОСОБ СООРУЖЕНИЯ ТУННЕЛЯ В ВОССТАЮЩЕМ НАПРАВЛЕНИИ ПОД УГЛОМ НЕ БОЛЕЕ 30° И ТРАНСПОРТНОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Советский патент 1995 года по МПК E21D9/00 

Изобретение относится к горно-строительным работам, а точнее к сооружению тоннеля в восстающем направлении с использованием средства, выполняющего функции обособленных транспортных средств, необходимых для удаления взорванной породы из забоя, доставки людей к забою и обратно, доставки оборудования, материалов и др. а также удаления из забоя загрязненного после взрыва воздуха.

Цель изобретения устранение указанных недостатков, а именно снижение стоимости за счет уменьшения количества транспортных средств и сечения тоннеля до необходимых по условиям эксплуатации размеров.

На фиг.1 изображены план и профиль сооружаемого тоннеля; на фиг.2 то же, поперечный разрез Б-Б на фиг.1.

Сооружаемый в восстающем направлении тоннель 1 расположен под углом α не более 30^о. В забое расположена скреперная установка 2 и лоток 3 со взорванной породой, конец 4 которого заведен в торец 5 трубы, состыкованной из одного типоразмера отрезков 6. Труба оперта на ролики 7, которыми снабжена каждая из балок 8, уложенных на лоток тоннеля 1 с одинаковым расстоянием от стыка 9 между отрезками 6, торцы которых снабжены выпусками (на чертеже не показаны), расположенными внутри, взаимодействующими между собой без относительных перемещений при передаче крутящего момента, возникающего, когда труба вращается вокруг продольной оси. Кроме роликов 7, плоскости вращения которых расположены под углом 90^о к продольной оси трубы, каждая из балок 8 снабжена роликами 10 с плоскостями вращения, параллельными продольной оси трубы.

Между роликами 10 и продольными рейками 11 оставлен зазор, поэтому рейки 11 на ролики не опираются. Такое состояние имеет место в том случае, когда равнодействующая от массы тележек пересекает продольную ось трубы. При нарушении этого положения, когда например, равнодействующая окажется справа относительно продольной оси трубы, правая рейка 11 обопрется на ролики 10, в связи с чем тележки с сосудами 12 и 13 примут устойчивое положение. Так произойдет и в том случае, когда равнодействующая масса окажется слева от пpодольной оси трубы, в этом случае левая рейка 11 коснется роликов 10 и тележки снова примут устойчивое положение, при этом соблюдено условие, что длина рейки справа и рейки слева больше, чем расстояние между роликами 10 в направлении продольной оси трубы.

Нижний конец трубы снабжен опорой 14 с трением качения, приводом 15 и вставкой 16 с окнами, которую герметично охватывает канал 17 с шибером 18, вставленным в трубу, которая верхним торцом плотно присоединена к каналу 17, а ее нижний конец направлен в бункер для приема породы. Один конец канала 17 (на фиг.1 нижний) заглушен, а другой его конец несколько уменьшенного сечения идет по выработке 19 к главной вентиляционной установке.

На трубе, составленной из отрезков 6, опирающейся на ролики 7, установлены конструктивно объединенные между собой сосуд 12, предназначенный для людей, и сосуд 13 для грузов. Оба они оперты через ведомые колеса 20 на трубу. При этом все колеса с помощью тяг сообщены с винтовым ручным приводом, расположенным в кабине сосуда 12, предназначенным для изменения плоскостей вращения колес от перпендикулярного положения к продольной оси трубы (угол 90^о) до угла меньше 90^о, в одну или другую сторону.

Основными критериями определения диаметра трубы 6 являются количество воздуха, необходимое для проветривания забоя, а также пpоизводительность транспортного средства по доставке из забоя породы к бункеру в нижнем уровне тоннеля.

В сооружаемом тоннеле 1, кроме предлагаемого транспортного средства, размещается пешеходный трап 21, огражденный от средства перилами 22.

При стандартных габаритах пешеходного трапа и вагона для перевозки людей, например, типа ВЛН, шириной 1400 мм (ширина грузовой тележки такая же) с учетом необходимого между ними расстояния и размещения предлагаемого транспортного средства, минимальная ширина тоннеля по внутреннему очертанию обделки будет равна 2,8 м, тогда как при размещении известных транспортных средств минимальная ширина равняется 5,5 м, т.е. почти в два раза шире.

Предлагаемый способ сооружения туннеля с помощью транспортного средства, которое выполняет все функции известных традиционных транспортных средств, рассмотрим в установившемся режиме работ в забое.

После проветривания забоя и отгрузки взорванной породы из забоя, который подвинулся на расстояние, достаточное и необходимое для удлинения транспортного средства, трубу наращивают, например, двумя отрезками 6. Для этого на лоток тоннеля укладывают балки 8 с роликами 7 и 10, выдерживая расстояние между последними равное длине отрезка 6. Выступающие выпуска из нижнего конца заводят в торец трубы транспортного средства, а верхний конец отрезка опирают в ролики 7 на балке 8. Верхний конец уложенного отрезка вместе с балкой 8 устанавливают в один створ с ниже лежащей трубой, фиксируют балку в лотке, после чего в такой же последовательности наращивают трубу очередным вторым отрезком 6, а после фиксации под ним балки в торец его заводят конец 4 лотка 3.

Одновременно с наращиванием отрезками 6 трубы транспортного средства забой обуривают. С окончанием буровых работ из забоя удаляют оборудование, производят зарядку шпуров взрывчатыми веществами, в рабочее состояние приводят защитную завесу, ограничивающую разброс породы при взрывании шпуров, удаляют из забоя инструмент, людей, производят взрывание шпуров, и снова цикл в забое повторяется.

Перед началом работы скреперной установки, доставляющей взорванную породу в трубу, запускают в работу транспортное средство, его труба, опирающаяся на ролики 7 балок 8 приводится во вращение вокруг собственной продольной оси, начинает работать скреперная установка, доставляя породу через лоток 3 в торец 5 трубы. Вращение трубы с породой внутри обеспечивает перемещение породы вниз к бункеру, расположенному ниже тоннеля. Порода, перемещающаяся по трубе, попадает во вставку 16, через окна вставки, вращающейся вместе с трубой, вываливается в нижний патрубок с открытым шибером 18 и попадает в бункер, из которого перегружается в вагонетки, выдаваемые на поверхность.

Одновременно с доставкой по внутренней полости породы из забоя по наружной поверхности к забою перемещаются сосуд с рабочими и сосуд с необходимым оборудованием и материалами. При подходе сосудов ближе к площадке со скреперной лебедкой 2 оператор с помощью ручного привода постепенно разворачивает колеса 20 сосудов 12 и 13 в плоскость под углом 90^о к продольной оси трубы, в связи с чем сосуды на вращающейся трубе останавливаются с вращающимися на ней колесами 20. Сосуды на трубе в таком состоянии остаются до тех пор, пока не возникает необходимость их перемещения в обратном направлении. В этом случае после готовности сосудов к отправке вниз оператор постепенно разворачивает колеса 20 в противоположное направление тому, при котором сосуды перемещались к забою, и при неизменном направлении вращения трубы транспортного средства сосуды начинают перемещаться вниз. При подходе их к нижней посадочной площадке оператор постепенно разворачивает колеса до перпендикулярного положения их плоскостей вращения к продольной оси трубы, и сосуды останавливаются, опираясь на вращающуюся трубу через вращающиеся колеса 20.

Скорость перемещения сосудов по трубе транспортного средства регулируется оператором путем изменения величины угла поворота колес в пределах от нулевых значений, когда сосуды стоят, до проектной максимальной величины, которая фиксируется конструкцией ручного привода.

Так труба транспортного средства, являясь сосудом для доставки по туннелю породы из забоя в бункер, является также и тяговым органом для перемещения по ней сосудов в любом направлении как раздельно, так и одновременно с доставкой породы из забоя в бункер.

Предлагаемый способ сооружения тоннелей в восстающем направлении с использованием транспортного средства, которое выполняет функции известных средств, обладает простотой, резко снижает объемы горных работ, сроки строительства, трудозатраты, чем и обеспечивает достижение поставленной цели снижение стоимости.

Использование: горно-строительные работы, а именно сооружение туннеля в восстающем направлении с использованием средства, выполняющего функции обособленных транспортных средств, необходимых для удаления взорванной породы из забоя, доставки людей к забою и обратно, доставки оборудования, материалов и др. , а также удаление из забоя загрязненного после взрыва воздуха. Сущность : породу удаляют путем ее подъема по вертикали и перемещением под воздействием гравитационных сил закрытым вращающимся вокруг своей продольной оси сосудом 6. Сосуд 6 представляет собой трубу с окнами в нижней части и осевой опорой качения на нижнем конце. Нижняя часть трубы 6 с окнами соединена с герметичным лотком 17. Лоток 17 соединен другим концом с бункером и с вентиляционной установкой. Сосуды 12 и 13 для людей и материалов установлены на трубе 6 колесами 20. Колеса 20 закреплены с возможностью поворота их плоскостей вращения относительно продольной оси трубы 6. Труба 6 установлена на катках 7. Перемещение сосудов 12 и 13 и удаление загрязненного воздуха производят одновременно с удалением породы вращающимся сосудом 6. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ сооружения туннеля в восстающем направлении под углом не более 30^o, включающий удаление породы, перемещение людей и материалов транспортными средствами, а также удаление загрязненного воздуха, отличающийся тем, что, с целью снижения стоимости за счет уменьшения количества транспортных средств и сечения туннеля до необходимости по условиям эксплуатации размеров, удаление породы производят путем ее подъема и перемещения под воздействием гравитационных сил в закрытом сосуде транспортного средства, вращающегося в плоскости поперечного сечения туннеля вокруг своей продольной оси, который одновременно перемещает на себе сосуды с людьми и материалами, а при проветривании забоя пропускает загрязненный воздух. 2. Транспортное средство для сооружения туннеля в восстающем направлении под углом не более 30^o, содержащее сосуд для породы, сосуды для перемещения людей и материалов и привод, отличающееся тем, что сосуд для породы выполнен в виде трубы, уложенной на катучих опорах в лотке туннеля, нижний конец трубы снабжен осевой опорой качения, приводом вращения трубы вокруг продольной оси и вставкой с окнами, которую охватывает герметичный канал, сообщенный с вентиляционной установкой и через шибер с породным бункером, а грузовой и людской сосуды оперты на трубу ведомыми колесами с возможностью поворота их плоскостей вращения относительно продольной оси трубы для возможности изменения направления движения сосудов.