Устройство для сооружения тоннелей круглого сечения со сборной обделкой

 

Изобретение позволяет повысить производительность устр-ва за счет непрерывности работы и снизить себестоимость за счет уменьшеййя материалоемкости . Для этого станина (С) 13 устр-ва вьтолнена трехлучевой. На концах лучей 42 закреплены подпружиненные приводные опорные катки (ОК) 43. В радиальных направляющих, .выполненных на одном из лучей 42, подвижно установлена каретка, на которой установлена оснащенная резцаJS С JS J4 I (Л / 1C 00 со со ;о о

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (504 E 21 D 9 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPHTPM

/ (2l) 3880265/22-03 (22) 04.03.85 (46) 15.01.87. Бюл. 1 - 2 (72) В.А.Новиков (53) 622.26:624.!91.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 369210, кл. Е 21 D 9/06, 1971.

Авторское свидетельство СССР

N 378585, кл. Е 21 D 9/06, 1971.

Авторское свидетельство СССР

У 419626, кл. Е 21 D 9/06, 1972.

Маршак С.А. и др. Строительство подземных сооружений с помощью проходческих щитов. М.: Недра, 1967, с. 43, 44.

„„Я0„„1283399 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ КРУГЛОГО СЕЧЕНИЯ СО СБОРНОЙ

ОБДЕЛКОЙ (57) Изобретение позволяет повысить производительность устр-ва за счет непрерывности работы и снизить себе н. стоимость за счет уменьшейня матерчалоемкости. Для этого станина (С)

13 устр-ва выполнена трехлучевой.

На концах лучей 42 закреплены подпружиненные приводные опорные катки (0K3 43. В радиальных направляющих, .выполненных на одном из лучей 42, подвижно установлена каретка, на которой установлена оснащенная реэцас ф

1283399 ми фреза (Ф) 2 с внутренней полостью.

Между двумя другими лучами 42 закреплены дополнительные ОК 45. С передней стороны С 13 закреплена спиральная плита 30 с опорными роликами по окружности обделки, прижимной пружиной, расположенной в месте монтажа блока обделки, и с кожухом 33, охватывающим Ф 2. К плите 30 передним концом прикреплены расположенные между Ф 2 и лучом 42 направляющие 28 с прямолинейным участком, криволинейным и спиральным, закрепленным на хвостовой части С 13 с кольцевым пазом. В них подвижно установлен блокоукладчик в виде дистанционно управляемой каретки 26 и удерживающей лапы 29 с многоступенчатым домкратом.

Изобретение относится к горному делу и подземному строительству и может быть использовано при сооружении горных выработок круглого сече-ния со сборной обделкой.

Цель изобретения — повышение производительности за счет непрерывности работы и снижение себестоимости за счет уменьшения материалоемкости.

На фиг.l показан лоб забоя винтовой формы; на фиг.2 — устройство, вертикальный разрез; на фиг.3 забой, вид изнутри выработки; на фиг.4 — передняя стенка фрезы, вид изнутри тоннеля; на фиг.5 — задняя стенка фрезы, вид со стороны тоннеля; на фиг.6 — разрез А-A на фиг.2; на фиг.7 — устройство, вид со стороны тоннеля; на фиг.8 — устройство, повернутое на угол 1 ; иа фиг.9 спиральная плита, вид со стороны забоя; на фиг.10 — прижимная пружина; на фиг.ll — опорный узел лобового экрана; на фиг.12 — защитный кожух; на фиг.l3 — технологическая тележка; на фиг.14 — разрез Б-Б на фиг.13; на фиг.15 — разрез В-В на фиг.13.

Забойный уступ 1 обрабатывается фрезой 2 достаточно большого диаметра, во внутренней полости 3 которой помещен шнек 4, разгрузочный конец

Ролики кронштейнов технологической тележки устр-ва установлены в кольцевом пазу С 13. Над Ф 2 на кожухе

33 закреплено консольн е устр-во в виде дополнительного многоступенчатого домкрата. Одновременно с разработкой грунта резцами вращающейся

Ф 2 происходит и монтаж обделки. С

13 благодаря работе ОК 43 приобретает вращение и прокатывается по спиральной траектории, одновременно перемещаясь вдоль оси тоннеля в сторону забоя. Во время установки доставляемого кареткой 26 очередного блока в обделку продолжается вращение С 13. При этом ОК 43 накатывается на этот блок и прижимает его к грунту. 1 з.п. ф-лы, 15 ил.

-. которого помещен над ленточным транспортером 5.

Фреза 2 состоит из передней 6 и задней 7 стенок, соединенных с по5 мощью сварки с лопастями 8, к наружным кромкам которых прикреплены съемные резцы 9. С задней стенкой 7 жестко соединены втулка 10 и зубчатый венец 11. Втулка 10 преднаэначе10 на для пропуска вовнутрь фрезы 2 лот.— ка 12 шнекового транспортера 4 и для закрепления фреэы 2 на станине 13 через подвижную рамку 14 (фиг.2), которая, в свою очередь, посредством

15 цапф 15 подвижно закреплена на радиальных направляющих 16 станины 13 и может возвратно-поступательно пере-. мещаться относительно них с помощью вспомогательного привода (не показан)

На рамке 14 закреплены привод 17 фрезы 2 и втулка 18, охватывающая втулку 10.

На втулке 18 закреплена крышка 19.

Между крышкой 19 и зубчатым венцом

11, а также между втупкой 10 и лотком 12 установлены уплотнения 20.

Между втулками 10 и !8 установлены подшипники.

Разгрузочный конец лотка 12 с двух сторон шарнирно прикреплен посредством подвесок 21 к технологической тележке 22 и соединен с при1283399

Сквозь один из лучей-опор проходит шнековый транспортер .4. Между двумя другими лучами-опорами 42 закреплено арочное основание 44, дополнительные опорные подпружиненные катки 45 которого также опираются на внутреннюю поверхность обделки

32 тоннеля. Конец хвостовой части .танины 13 выполнен в виде диска с пазом 46, который входит в зацеп55 водом 23 шнекового транспортера 4.

В местах соединения подвесок 21 с лотком 12 и с технологической тележ- кой 22 установлены двойные шарниры

24 с резьбовыми втулками 25. 5

Устройство оснащено блокоподаюшей кареткой 26, которая вместе с закрепленной на ней остановочной штангой 27 установлена на pîïoëíèтельных направляющих 28, траектория которых имеет три участка — винтообразный, криволинейный и прямолинейный. Прямолинейный участок направляющих 28 параллелен оси выработки, винтообразный концентричен оси выработки и имеет 1,2 части витка вокруг этой оси с шагом, равным ширине витка обделки, криволинейный участок соединяет перечисленные участки плавной кривой. Каретка 26 оснащена удерживающей лапой 29 для блоков обделки.

К станине 13 со стороны забойного уступа 1 прикреплена спиральная плита 30, на которой по окружности закреплены опорные ролики 31, контактирующие с торцовой частью блочной

32 обделки. На спиральиой плите 30 закреплен защитный кожух 33 фрезы

2, к которому с помощью шарнирной опоры 34 прикреплено консольное устройство 35. с башмаком 36. На спиральной плите 30 закреплены прижимная пружина 37 с шариками 38 и щиток 39 с роликами 40, а в месте 35 расположения направляющих 28 закреплен остановочный буфер 41.

Станина 13 представляет собой пространственную металлоконструкцию общей длиной, равной 1,5 D (D — диаметр выработки). От центра передней части станины под углом 120 друг к другу отходят три луча-опоры 42, на концах каждого из которых установлены подпружиненные опорно-тяговые катки 43, которыми станина опи— рается на внутреннюю поверхность обделки 32 тоннеля. ление с технологической тележкой 22 с помощью установленного на ней кронштейна 47 с опорными роликами 48.

Технологическая тележка 22 состоит из верхней платформы 49 и нижней опорной плиты-настила 50, соединенных жестко между собой стойками 51.

На верхней платформе 49 установлены пульпосос 52, устройства для наращивания разного рода коммуникаций, подводимых к основному оборудованию, а также электрсраспределительное оборудование, место оператора с пультом управления устройством, комплект оборудования и запас материалов для производства контрольного нагнетания раствора за обделку тоннеля, верстак для мелких работ (не показаны).

На опорной плите-настиле 50 размещены рельсы откаточных путей для подачи в забой тележек-платформ, 53 с блоками 54 обделки 32, устройство

55 для точной остановки каретки 26 в момент захвата блока обделки, устройство для соединения технологической тележки 22 со сборным путевым настилом, располагаемым за пределами устройства, устройство для поддержания нулевого поперечного уклона тележки 22. Низ опорной плиты-настила 50 выполнен в виде параллельных оси тоннеля ребер, между которыми установлены ролики 56, служащие для уменьшения усилия при перемещении тележки 22 по обделке тоннеля.

Устройство работает следующим образом.

Забойный уступ 1, на котором находится поверхность 57 активного воздействия (заштрихована параллельными линиями), расположен внутри контура АВО О (фиг.1) . У этого конту2 1 ра стороны АО „и ВО параллельны одна другой, а сторона О. О наклоне1 на к оси выработки ОО под углом 2N.

В пределах этого контура поверхность активного воздействия может иметь любую форму (плоскую, цилиндрическую, коническую и т.п.) Наиболее целесообразна коническая форма поверхности активного воздействия. Такая поверхность может быть образована при воздействии ча породу вращающимся вокруг собственной оси породоразрушающим инструментом в виде конической фрезы 2. При этом ось ff фрезы наклонена к оси

5 !283399 выработки 00 под углом с, Диаметр о фрезы d по большому основанию ко- в е нуса равен и

D к

2 cost

Перемещая фрезу, вращающуюся при этом вокруг оси ff против часовой стрелки, по окружности с радиусом г по часовой стрелке и одновременно вдоль оси выработки 00 с шагом равным ширине блока обделки выработ— ки, получают винтовую форму лба забоя выработки (на фиг. 12 показаны элементы этой винтовой формы: контур

58 центрального грунтового конуса, контур 59 вокруг фрезы, контур 60 осевого выреза, контур 61 внутренней стороны обделки тоннеля.

Вращающаяся фреза 2 резцами 9 разрабатывает грунт в забое по поверхности активного воздействия. Разработанный грунт лопастями 8 ссыпается в лоток 12 шнекового транспортера 4 и отводится им на ленточный транспортер. 5.

Станина 13 приобретает вращение благодаря работе опорно-тяговых катков. 43, которые устроены по принципу мотор-колесо. Вместе со станиной

13 вращательное движение вокруг оси тоннеля приобретает и скрепленная с ней спиральная плита 30. При этом опорные ролики 31 спиральной плиты

30, опираясь на торец винтообразной обделки, придают станине 13 и спи35 ральной плите 30 дополнительно по ступательное движение вдоль оси тоннеля.

По мере разработки грунта и продвижения фрезы 2 образуется пространство впереди блочной обделки 32, в котором монтируется очередной блок 54.

В устройстве предусмотрена одновременная работа по разработке грунта и монтажу обделки.

Подача блоков и их установка в обделку производится следующим образом.

Возвращающуюся для захвата очередного блока обделки каретку 26 оста- 50 навливают на направляющих 28 с помощью устройства 56 над рельсовым путем 54. Затем по рельсовому пути под каретку 26 подводят тележку-платформу 55 с очередным блоком 54 обделки 32, который упирается в о зтановочную штангу 27 на каретке 26 и останавливается точно в предзахватном положении. При нажатии блока на становочную штангу автоматически ключается удерживающая лапа 29 и роизводится захват очередного блоа, после чего каретка возвращается месту монтажа блока. Каретка 26 приводится в движение вмонтированным в нее электроприводом, электроэнергия к которому подается по кабелю.

У места монтажа очередного блока каретка 26 останавливается с помощью остановочного буфера 41, затем автоматически включается, цилиндры удер— живающей лапы 29 выдвигаются, и очередной блок 54 придвигается к грунтовой поверхности тоннеля в пространстве между концом щитка 39 и ранее установленным блоком. Одновременно с этим автоматически включается. телескопическое консольное устройство 35, которое башмаком 36 упирается в торец устанавливаемого блока

54 и смещает его до упора в торец витка блочной обделки 32.

Как только блок займет свое место в витке обделки и прижимной домкрат 35 прижмет его к торцу витка ранее собранной обделки и к грунту, удерживающая лапа 29 отсоединяется от только что установленного блока, и каретка 26 возвращается за следующим блоком.

Во время установки очередного блока 54 в обделку 32 продолжается вращение станины 13 вокруг оси, при этом опорно-тяговый каток 43 накатывается на этот блок и прижимает его к грунту. При дальнейшем вращении станины устанавливаемый блок прижимают к грунту дополнительные опорные катки 45. В момент одновременного воздействия на устанавливаемый блок 54 опорно-тяговых катков 43 и дополнительных опорных катков 45 консольное устройство 35 отходит от блока 54 и возвращается в исходное положение. До окончания воздействия . опорно-тяговых катков 43 на устанавливаемый блок каретка 26 успевает доставить к месту монтажа очередной блок.

При воздействии на очередной блок обделки опорно-тяговых катков 43 два предыдущих блока удерживаются дополнительными опорными катками 45.

Целесообразность введения регулирования прижимного усилия роликов следует определить при конструировании устройства.

1283399

С целью максимального совпадения оси создаваемой тоннельной выработки с ее проектной осью предусмотрена возможность смещения оси фрезы в радиальном направлении относительно оси выработки на 3-4 см в обе стороны от первоначально заданного проектного положения. Для этого фреза 2 закреплена на подвижной рамке 14, которая перемещается по на- 10 правляющим 16 в радиальном направлении. В связи с этим закрепление вала шнека 4 на передней стенке фреэы

2 должно быть выполнено с помощью шарнира Гука или сферических под- 15 шипников формула иэо бре тения

1. Устройство для сооружения тоннелей круглого сечения со сборной обделкой, включающее оснащенную рез нами

20 фреэу с внутренней полостью, транспортное устройство, станину со спиральной плитой и поддерживающим блоки консольным устройством блокоукладчик с удерФ

5 живающей лапой, привод, технологическую тележку, от личающееся тем, тем, что, с целью повышения производительности за счет непрерывности работы при возведении тоннельной обделки и уменьшения материалоемкости, ста- 30 нина выполнена трехлучевой и снабже-, на опорными подпружиненными приводными катками, закрепленными на концах лучей, кареткой подвижно установленной в радиальных направляющих, выполненных на одном из лучей станины, закрепленными между двумя другими лучами дополнительными опорными катками, прикрепленными передним концом к спиральной плите дополнительными направляющими, расположенными между фрезой и лучом, в которых подвижно установлен блокоукладчик, выполненный в виде дистанционно управляемой каретки, удерживающая лапа которого снабжена многоступенчатым домкратом, при этом спиральная плита закреплена с передней стороны станины и снабжена по окружности со стороны обделки опорными роликами, прижимной пружиной, расположенной в месте монтажа блоков обделки, кожухом, охватывающим фрезу, установленную на каретке, хвостовая часть станины выполнена с кольцевым пазом, а технологическая тележка снабжена кронштейнами с роликами, установленными в кольцевом пазу станины, при,чем консольное устройство закреплено над фрезой на кожухе и выполнено в виде дополнительного многоступенчатого домкрата.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что дополнительные направляющие имеют прямолинейный участок, криволинейный и спиральный, закрепленный на хвостовой части станины.

)283399! 283399

7 И 10

1283399

1283399

1283399

Б-b

В-8

Составитель А.Скалунов

Редактор Л.Веселовская Техред И.Попович Корректор О.Луговая

Заказ 7397/29 Тираж 455

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

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