Проходческий полущит Советский патент 1981 года по МПК E21D19/04 E21D9/04 

(54) ПРОХОДЧЕСКИЙ ПОЛУЩИТ

1

Изобретение относится к подземному строительству и может быть использовано при сооружении тоннелей и горных выработок, преимущественно при проходке участков неустойчивых пород.

Известен проходческий шандорный агрегат для сооружения выработок, включающий наружную оболочку замкнутого профиля, составленную из плоских или коробчатых шандорных элементов, установленных на корпусе агрегата в направляющих и имеющих возможность раздельного выдвижения в сторону забоя посредством шандорных гидроцилиндров. При этом разработка забоя может производиться по частям в зоне каждого выдвигаемого поочередно в забой щандорного элемента под его защитой. Подобного рода агрегаты могут передвигаться без отталкивания от обделки или распорного устройства. Такое передвижение обеспечивается следующим образом.

При выдвижении в забой одного щандорного элемента (или нескольких таких элементов, число которых значительно меньше невыдвигаемых в этот момент щандорных элементов) агрегат находится под воздействием определенных сил, к которым относятся реактивное усилие от выдвижения шандорного элемента, , толкающее агрегат назад, и усилие воздействия горного давления на невыдвинутые, зажатые в породе, шандорные элементы. В связи с тем, что площадь контакта невыдвинутых щандор5 ных элементов с породой значительно превосходят усилия, приложенные для выдвижения щандорных элементов, а следовательно, превосходят и реактивное усилие, воздействующее на агрегат. В результате агрегат остается на месте. После поочередно10го выдвижения всех щандорных элементов корпус агрегата благодаря разности сил трения между щандорами и породой, с одной стороны, и щандорами и корпусом агрегата, с другой стороны, подтягивается с

j помощью гидроцилиндров вперед (в сторону забоя) при неподвижных в этом случае щандорных элементах.

Управление передвижением агрегата осуществляется за счет большого выдвижения шандорных элементов со стороны, противоположной направлению поворота 1.

20

Однако в условиях проходки возможны случаи неравномерного воздействия горного давления на агрегат, что приводит к несимметричности действующих на агрегат нагрузок, а следовательно, и приложенных усилий для передвижения. Кроме того, шандорные элементы в лотковой части агрегата находятся под воздействием веса агрегата, что усугубляет несимметричность приложенных усилий передвижения, в связи с чем в некоторых случаях возникает невозможность управляемого передвижения агрегата и даже невозможность его передвижения вперед. Для повышения надежности работы агрегата необходим дополнительный внешний подпор, т.е. дополнительный механизм передвижения с внешней опорой, который компенсировал бы несимметричность приложенных усилий для передвижения. Такой дополнительный механизм передвижения особенно необходим при применении шандорных полущитов, в которых неравномерность действующих нагрузок усугубляется в связи с отсутствием щандорных элементов в лотковой части агрегата.

Недостатки механизма передвижения уст ранены в проходческом полущите, который позволяет создать дополнительный подпор корпуса проходческого агрегата, не связанный с необходимостью наличия обделки в непосредственной близости со щитом, и использовать для обеспечения направленного движения агрегата установку элементов опорной платформы в определенно.м для изменения направления положении.

Наиболее близким к изобретению техническим рещением является проходческий полущит, включающий корпус с выполненными на нем продольными направляющими, в которых установлены выдвижные шандорные элементы, опорную платформу, состоящую из отдельных элементов, и средство передвижения корпуса по платформе в продольном направлении, содержащее щандорные гидроцилиндры, соединенные с корпусом и щандорными элементами, и гидроцилиндры дополнительного подпора, закрепленные одним концом на корпусе полущита, а другим - на одном из элементов платформы, зажатой между корпусом и почвой. Элементы платформы скреплены между собой щарнирными стяжками, состоящими из резьбового стержня, свободно проходящего через два соседних элемента платформы. На стержень надеты конические шайбы и сферические шайбы, стянутые, гайками.

После разработки забоя на заходку с последовательным и поочередным выдвижением всех шандор освобожденные при предыдущем ходе корпуса щита элементы платформы, расположенные со стороны, противоположной забою, отсоединяются от платформы и посредством грузоподъемного устройства переставляются к передней части агрегата, где устанавливаются в выработанной части забоя и присоединяются к передним элементам платформы, после чего производится передвижка корпуса.

Кроме того, передвижение корпуса щита с применением указанного дополнительного подпора с опорой на платформу, на которой установлен корпус агрегата, возможно только при наличии в полущите шандорных элементов, так как в противном случае корпус и платформа испытывают равные нагрузки от горного давления и передвижение корпуса полущита только с помощью опоры невозможно 2.

Недостатком известного полущита является наличие связей растяжения между отдельными элементами опорной платформы, которые необходимо при каждом цикле проходки для перестановки элементов опорной платформы демонтировать и установить заново, что усложняет конструкцию, затрудняет условия эксплуатации и снижает производительность.

Цель изобретения - повыщение производительности и облегчение условий эксплуатации полущита.

Указанная цель достигается тем, что гидроцилиндр дополнительного подпора связан с опорной платформой посредством тяги, расположенной вдоль продольной оси платформы и имеющей на своих концах упоры, один из которых щарнирно связан со свободным концом гидроцилиндра дополнительного подпора, а второй установлен с возможностью контактирования с торцом платформы со стороны, противоположной месту закрепления гидроцилиндра.

При этом, тяга может быть выполнена в виде замкнутой рамы, охватывающей платформу.

На фиг. 1 - изображен предлагаемый 5 полущит, продольный разрез; на фиг. 2 - вид А, на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б, на фиг. 2; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1; на фиг. 5 - то же, вариант выполнения тяги; на фиг. 6 - разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 7 - то же, вариант выпол0 нения; на фиг. 8 - разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг. 9 - узел I на фиг. 1; на фиг. 10 - вид Е на фиг. 9; на фиг. 11 - разрез И-И на фиг. 9.

Проходческий полущит включает корпус 1, на котором в направляющих 2 установлены выдвижные щандорные элементы 3. Шандорные гидроцилиндры 4 соединены с шандорными элементами 3 и корпусом 1. Кроме того, на корпусе 1 одним концом закреплен гидроцилиндр 5 дополнительного 0 подпора. Корпус 1 полущита установлен на опорных платформах 6, состоящих, каждая, из отдельных элементов 7. На элементах выполнены направляющие дорожки 8 для перемещения корпуса. Вдоль опорной платформы 6 расположена тяга 9, имеющая на 5 своих концах упоры 10 и 11. Упор 10 связан со свободным концом гидроцилиндра 5 щарниром 12. Упор 11 установлен с возможностью контактирования с торцом платформы 6

на стороне, противоположной месту закрепления гидроцилиндра 5.

Перестановка элементов 7 осуществляется с помощью манипуляторов 13 и подвижных тельферов 14. При установке элементов 7 между элементами и под элементы могут быть помещены регулировочные прокладки 15 и проставки 16 для обеспечения направленного движения корпуса 1 полущита. Тяга 9 может быть выполнена в виде рамы 17. Упорами в данном варианте служат поперечные стяжки 18 и 19 рамы. Рама схватывает платформу 5.

Полущит работает следующим образом.

Подачей давления в порщневую полость щандорного гидроцилиндра 4 выдвигается в сторону забоя шандорный элемент 3, под защитой которого производится разработка забоя (механизмы для разработки и выдачи породы от забоя не показаны). При этом корпус 1 полущита не перемещается, поскольку он удерживается остальными щандорными элементами, не выдвигаемыми в данный момент и воспринимающими усилия горного давления. С -другой .стороны корпус 1 удерживается гидроцилиндрами 5 дополнительного подпора связанным через тягу 9 с платформой б, зажатой между самим корпусом 1 и почвой усилием, равным сумме усилий реакций от горного давления и веса полущита. В связи с этим оказывается возможным выдвижение одного или нескольких щандорных элементов 5 при неподвижном корпусе 1.

После последовательного выдвижения всех шандорных элементов и выполнения проходческих операций цикла передвигается корпус 1 полущита. Для этого подается давление в щтоковые полости гидроцилиндров 4 и порщневые полости гидроцилиндров 5. Последними создается дополнительное усилие подачи корпуса 1, компенсирующее отсутствие шандорных элементов в нижней части полущита.

При этом тяга через упор 10, воспринимая усилие гидроцилиндра 5, подтягивается до контакта с платформой и воздействует своим упором на элементы платформы. Элементы платформы воспринимают усилия сжатия через упор 11, но при этом, зажатые между корпусом и почвой, остаются неподвижными и являются упором для тяги, обеспечивая возможность гидроцилиндру 5 продвинуть корпус к забою.

После перемещения корпуса 1 гидроцилиндрами 5 осуществляется выдвижение тяги 9 в сторону забоя на величину, соответствующую величине перемещения корпуса полущита. При помощи манипуляторов 13 и тельферов 14 крайние элементы 7 платформы 6 со стороны закрепления гидроцилиндра 5 выдвигают и переставляют на противоположную закреплению гидроцилиндра 5 сторону платформы, где их устанавливают

в освободивщееся пространство между платформой и упором 11. Для установки платформы в определенном положении для обеспечения направленного ведения полущита могут быть использованы подкладки 13 и проставки 14. Затем цикл работы повторяется.

При выполнении тяги 9 в виде -рамы 17 с поперечными стяжками 18 и 19 (фиг. 5 и 7) работа полущита аналогична описанио

Управление движением проходческого

полущита обеспечивается помимо установки элементов 7 платформы б в определенном положении с использованием прокладок 13 и проставок 14 также корректировкой хода гидроцилиндров дополнительного подпора. Таким образом, применение изобретения исключает связь между элементами платформы, которые работают на сжатие, что приводит к упрощению конструкции, повыщению производительности и облегчению условий эксплуатации проходческого полущита.

Формула изобретения

5

0 с опорной платформой посредством тяги, расположенной вдоль продольной оси платформы и имеющей на своих концах упоры, один из которых шарнирно связан с гидроцилиндром дополнительного подпора, а второй установлен с возможностью взаимодействия с торцом платформы со стороны, противоположной месту закрепления гидроцилиндра дополнительного подпора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент ФРГ №2431652, кл.Е 21 D 9/06, опублик. 1974. 2. Авторское свидетельство СССР

№ 685827, кл. Е 21 D 9/06, 1978 (прототип).

/ Э

7 7 /

/7

4т41в.

Фиг.З

В-В

5 7 7

фиг.

/5

JLLLC.

.

/ I

:LzzJ

фиг. 5

W 15

Фиг.

I-t-i j-I-1-I I I

PR

7 7 /7

18

/

Фиг.9

s, Л

EG

fO

фиг. 10

LJL 8