Агрегат для сооружения горных выработок с монолитной бетонной обделкой Советский патент 1982 года по МПК E21D11/10 

(54) АГРЕГАТ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК С МОНОЛИТНОЙ БЕТОННОЙ ОБДЕЛКОЙ

1

Изобретение относится к горной технике и тоннелестроению, преимущественно гидротехническому, и может быть использовано в горной промышленности и строительстве напорных деривационных тоннелей.

Известны устройства для радиального прессования бетонной смеси в обделке тоннелей, в которых прессующие щиты перемещаются радиально давлением воды в кольце вых резиновых камерах, надетых на осевой стальной сердечник 1.

Недостатком таких устройств является невысокая надежность из-за частых поломок резиновых камер.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является ротационная мащина, содержащая выемочную мащину, опорное кольцо, уплотняющее кольцо, секции опалубки и устройство для перестановки секций опалубки, установленное на самоходное щасси 2.

Недостатком этой машины является невысокая скорость проходки горных выработок.

Цель изобретения - повышение скорости проведения горных выработок.

Указанная цель достигается тем, что в агрегате для сооружения горных выработок, содержащем выемочную машину, опорное кольцо, уплотняющее кольцо, секции опалубки и устройство для перестановки секции опалубки, установленное на самоходное шасси, устройство для перестановки секций опалубки выполнено в виде установленного на самоходное шасси кольцевого сердечника с размещенными на нем радиально гидродом10 кратами, штоки которых снабжены замковыми устройствами с приводом, а секции опалубки выполнены с пазами для подсоединения замков гидродомкратов и снабжены отрезками рельсового пути для самоходного щасси, при этом, между соседними секциями

опалубки размешены стопорящие устройства, а самоходное шасси снабжено парой регулируемых по высоте колес с эластичными ободами, размещенных за пределами кольцевого сердечника со стороны, противопо20-ложной направлению его движения При перестановке секции.

При этом замковые устройства выполнены в виде поворотных наконечников Т-образной формы с зубчатым сектором, взаимодействующим с зубчатой рейкой с приводом.

Стопорящее устройство выполнено в виде клина с приводом, а опорное кольцо снабжено отрезками рельсов, закрепленными на нем со стороны, обращенной к опалубке.

На фиг. 1 показана выемочная мащина, продольный разрез; на фиг. 2 - устройство для перестановки секций опалубки, вид сбоку; на фиг. 3 - устройство для перестановки секций опалубки, вид с торца; на фиг. 4 - замковое устройство; на фиг. 5 - стопорящее устройство; на фиг. 6 - наклонное к радиусам обделки положение щитов на устройстве для перестановки секций; на фиг. 7 гидродомкрат дополнительного прессования; на фиг. 8 - стопор опорного кольца; на фиг. 9 - стопор исполнительного органа; на фиг, ,10 - положение после прохода очередной выработки выемочной мащиной.

Агрегат для сооружения горных выработок с монолитной бетонной обделкой включает в себя выемочную машину, комплект опалубочных щитов и устройство для перестановки секций опалубки.

Выемочная.машина состоит из цилиндрического исполнительного органа 1 И телескопически соединенного с ним опорного кольца 2, связанных четырьмя винтовыми механизмами 3. Их невращающиеся винты проходят через червячное колесо реверсивного редуктора 4 как через гайку, имея привод от электродвигателя 5. Исполнительный орган показан с устройствами б дЛя разрушения породы. На осевой трубе 7 и кронщтейне 8 каркаса исполнительного органа подвещен регулируемо-скребковый кОнвейер-погрузчик 9. Нагребающие лапы с приводом на чертежах не показаны.

На кронщтейнах 10 заднего ребра опорного кольца 2 подвижно установлено самоцементирующееся уплотняющее кольцо 11 с желобком для шланга 12, передвигае.мое короткоходовыми гидродомкратами 13. Гидродомкраты 14 на этом кольце производят дополнительное прессование смеси, а гнезда, оставшиеся после вывода из запрессованного бетона их плунжеров, усиливают связь между секциями обделки.

Исполнительный орган имеет несколько гидростопоров 15, а опорное кольцу 2 снабжено распорными тидродомкратами 16. У заднего конца опорного кольца закреплены внизу два отрезка-рельса 17 с упорами для передних колес самоходного шасси устройства для перестановки секций опалубки и сцепка 18 для сцепления с передним концом рамы самоходного шасси.

.Устройство для перестановки секций опалубки состоит из рамы 19, установленной на самоходное шасси с двумя парами рельсовых колес 20 и задней парой регулируемых, радиально установленных колес 21 с эластичными ободами. На кольцевых диафрагмах 22 закреплены корытообразные клиновидные стен ки 23. На каждой закреплено радиально в . продольном ряду по три короткоходных ради альны.м гидродомкрата 24 большой грузоспособности. Каждые два ряда гидродомкратов передают усилие прессования на один опалубочный - он же прессующий щит 25. На внутренней обечайке щита имеются пазы 26 для замкового устройства в виде Т-образной головки 27, закрепленной на поворотном наконечнике 28, насаженном на конце щтока 29 радиального гидродомкрата 24. На

юбках наконечников имеются зубчатые сегменты 30, взаимодействующие с зубчатыми рейками 31 на общем штоке 32, соединенном со штоком гидроцилиндра 33. На юбках же наконечников закреплены вибраторы 34. .

j К диафрагм-ам 22 сердечника подвешен конвейер 35, а на задней диафрагме закреплены гидродомкраты 36 рычагов 37 к сегментам 38 уплотнения заднего торца бетонируемой секции обделки. Са.моходное шасси перемещается по рельса.м 39, закрепленным на

двух нижних щитах. Внутри сердечника раз.мещены насосы 40 низкого и 41 высокого давления, их привод 42 и двигатель 43 самоходного шасси. В зазорах между продольными :торцами и в прилегающем отсеке щитов расположено стопорящее устройство, закрепляющее щиты 25 после прессования на секции обделки. Оно состоит из стопора 44, прижи.маемого к подушке 45, закрепленной на соседнем щите. Стопор имеет привод от : щтока 46 малогабаритного гидродомкрата 47.

0 Наклонное положение щитов осуществляется разницей хода щтоков гидродомкратов в соседних продольных группах.

Конвейер 35 для удаления горной массы вне опорного кольца опирается на подставки 48 с колесами, катящимися на переносных

рельсах 49, устанавливаемых на шпалах на бетонной обделке.

Агрегат работает следующим образом. При застопоренно.м опорном кольце 2

0 включаются устройства 6 для разрушения породы исполнительного органа; они разрущают породу, продвигаясь вперед винтовыми механизмами 3. Устройство для перестановки секций опалубки своим ходом по рельсам 39, закрепленным на соседних щитах 25, передвигается назад к самой задней - первой по времени прессования в цикле секции обделки, в которой бетон уже несколько окреп. Радиальные гидродомкраты 24 выдвигают щтоки 29 с замковыми устройствами в

0 виде поворотных наконечников 28 с Т-образными головками 27 на концах до совпадения с соответствующими пазами 26 на щитах, отдельный механизм с приводом от горизонтального гидроцилиндра 33 через зубчатые рейки 31 и зубчатые сегменты 30 на

наконечниках 28 поворачивает их и соединя, ет штоки каждых двух продольных рядов гидродомкратов с каждым щитом 25. Затем выключаются Стопора 44 опалубочных щитов.

Одна группа радиальных гидродомкратов 24 дает больший ход своим штокам, чем соседняя ей, параллельная, и ш.иты 25 переводятся в походное положение, при котором они слегка наклонены к радиусам обделки. Такое положение шитов обеспечивает прохождение устройства для перестановки секций опалубки с большой скоростью по рельсам 39 внутри опалубочных щитов, закрепленных на забетонированных секциях обделки, в которых бетон затвердевает.

После снятия Ш1итов с задней секции на ней образуется безрельсовый промежуток и устройство для перестановки секций опалубки проходит его на задних, регулируемых по высоте и направленных радиально, колесах 21 с эластичными ободами, перекатывающихся ло поверхности бетона, пока задние рельсовые колеса 20 вновь не набегут на рельсы 39 щитов соседней секции.

После прохода всех забетонированных секций обделки устройство для перестановки секций опалубки подходит к опорному кольцу 2 и передние колеса его шасси заходят до упора на коротких рельсах 17 внизу у заднего конца опорного кольца 2; сцепка 18 сцепляется с передним концом рамы щасси устройства для перестановки секций опалубки.

Застопоривается испол,нительный орган 1, винтовыми механизмами 3 опорное кольцо 2, совместно с устройством для перестановки секций опалубки передвигается вперед на длину выработки, равную длине щитов 25. Затем застопоривается опорное кольцо 2, исполнительный орган 1 продолжает разрушение породы, продвигаясь вперед; начинается удаление скопившейся горной массы конвейерами. Уплотняющее кольцо 11 на задней кромке опорного кольца 2 закрывает передний торец бетонируемой секции обделки, радиальные гидродомкраты 24 выдвигают щиты 25, образуя замкнутую цилиндрическую опалубку секции; гидродомкраты 36 рычагами 37 прижимают сегменты 38 к поверхности бетона предыдущей секции. В бетонируемую секцию насосами подается бетонная смесь и радиальные гидродомкраты 24, а затем и гидродомкраты прессуют ее. В конце прессования стопорящим устройством закрепляют щиты со стопорами 44. Поворотные наконечники 28 отключают штоки 29 от щитов, гидродомкраты вдвигают их в цилиндры. Отключается сцепка 18 и устройство для перестановки секций опалубки своим ходом переходит по рельсам 39 к самой задней секции обделки с закрепленными на ней щитами.

Затем цикл работы повторяется.

Технико-экономическая эффективность предложенного изобретения заключается в том, что сочетание проходки с одновременным прессованием последовательных секций бетонной обделки, устранение простоев отдельных частей агрегата создают условия для высокой эффективности агрегата в целом.

Формула изобретения

1.Агрегат для сооружения горных выработок с монолитной бетонной обделкой, содержащий выемочную машину, опорное кольцо, уплотняющее кольцо, секции опалубки и устройство для перестановки секций опалубки, установленное на самоходное щасси, отличающийся тем, что, с целью повышения скорости проведения горных выработок, устройство для перестановки секций опалубки выполнено в виде установленного на самоходное шасси кольцевого сердечника с размещенными на нем радиально гидродомкратами, штоки которых снабжены замковыми устройствами с приводом, а секции опалубки выполнены с пазами для подсоединения за.мков гидродомкратов и снабжены отрезками рельсового пути для самоходного шасси, при этом, между соседними секциями опалубки размещены стопорящие устройства, а самоходное щасси снабжено парой регулируемых по высоте колес с эластичными ободами, размещенных за пределами кольцевого сердечника со стороны, противоположной направлению его движения при перестановке секции.

2.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что замковые устройства выполнены в виде поворотных наконечников Т-образной формы с зубчатым сектором, взаимодействующим с зубчатой рейкой с приводом.

3.Агрегат по п. 1, отличающийся тем, что стопорящее устройство выполнено в виде клина с приводом.

4.Агрегат по п. 1, отличающийся те.м, что опорное кольцо снабжено отрезками рельсов, закрепленными на нем со стороны, обращенной к опалубке.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР №58588, кл. Е 21 D 11/10, 1940.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 256810, кл. Е 21 D 11/10, 1967 (прототип).

ч