Проходческий щит для сооружения тоннелей преимущественно в слабых породах

 

, " с — °

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<п767352

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04Р478 (21) 2599893/22-.03 (51) М К„З

Е 21 D 9/06 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 300980, Бюллетень № 36 (53) УДК624.191.6 (088.8) Дата опубликования описания 051(80 (72) Авторы изобретения

E. П. Сергеев, В. Г. Королев и В. Л. Кувшинова

Всесоюзный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт по осушению месторождений полезных ископаемых, специальным горным работам, рудничной геологии и маркшейдерскому делу (71) Заявитель (54) ПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТ ДЛЯ СООРУЖЕНИЯ ТОННЕЛЕЙ

ПРЕИМУ!т1ЕСТВЕННО В СЛАБЫХ ПОРОДАХ

Изобретение относится к области, тоннелестроения, а именно к щитам для проходки тоннелей различного назначения, проходимых в неустойчивых и сыпучих породах. 5

Известны щиты.для проходки тоннелей в слабых породах, включающие корпус с ножевой частью и домкратами, конвейер, породораэрушающий орган и средство для погрузки (1» .

Недостатком известных щитов является сложность конструкции, обусловленная тем, что породоразрушающий орган и средство для погрузки выполнены автономно и имеют большое количество вращающихся и трущихся деталей, Известен проходческий щит, включающий корпус с ножевой частью, погрузочный орган, режущие элементы с силОВым гидроцилиндромр штОк кОтОрО- 2Q го шарнирно взаимодействует с ножом, а корпус с кронштейном, щитовой транспортер f2) .

:Недостатком такого проходческого щита является то, что режущие эле- g5 менты закреплены на отдельных карет,=..ках, соединяясь с кронштейном посредством шарнира и не обеспечивается синхронное движение режущих элементов и одновременное перемещение по2 грузочных органов, что снижает темпы погрузки и проходки.

Целью изобретения является повыше-ние эффективности проходки путем увеличения погрузочной способности режуще-погрузочного органа.

Поставленная цель достигается тем, что связь режуще-погрузочного органа с нижней половиной ножевой части корпуса выполнена из шарнирно подвешенной рамы с двумя скребками, шарнирно закрепленными на осях, которые смещены в сторону, противоположную рабочей поверхности скребков, и блока реверса с подвижными упорами для взаимодействия с рамой, при этом гид- роцилиндры качания связаны с шарнир»: но подвешенной рамой и включены в противофазе, а боковые поверхности режущих элементов выполнены двусторонними в виде усеченной пирамиды с вершиной, направленной внутрь корпуса щита. Боковые поверхности режущих элементов могут быть выполнены криволинейными.

На фиг. 1 показана ножевая часть проходческого щита (со стороны забоя на фиг. 2 — разрез А-A на фиг. 1 на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1 на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 2.

ЙЙ Й4ЙЙВЙЫ Л ФФжб@г»» -"Й» ййЫ»»»-»»»». " - »:.. »-.-"» »» w «» :.. k, .-, . »»

767352

Формула изобретения

Проходческий щит имеет корпус 1 с ножевой частью 2, гидравлические домкраты 3, режущие полки 4, режущепогрузочный орган 5 и конвейер б.

Режущие полки 4 размещены в верхней половине ножевой части 2 корпуса 1.

Ножевая часть 2 корпуса 1 может быть выполнена ступенчатой нависающей в верхней половине и имеет в нижней Йорков»ин»е внутренний конус 7, например, двухступенчатый, связанный с вертикальным полукольцом 8 и имеющий загрузочное окно 9 в зоне конвейера б. Гидравлические домкраты 3 размецены в средней части корпуса 1 между его кольцами 10; режуще-погрузочный орган 5 размещен в нижней половине ножевой части 2 корпуса 1 и выполнен в виде, например, трубчатой рамы 11, подвешенной с помощью шарнира 12 на поперечных элементах 13 корпуса 1.

Койструктивно шарнир 12 может быть выполнен в виде двух подшипников, на которые опирается ось рамы 11. Рама

11 оснащена симметрично расположенными двумя режущими элементами 14 двустороннего действия и двумя скребками 15. Режущие элементы 14 могут быть выполнены с криволинейными (например, коническими) или плоскими рабочими поверхностями 16, т.е. такими, которые вписываются (в том числе и совпадают) с боковыми гранями усеченной пирамиды 17, вершина которой обращена внутрь корпуса 1.

Такое выполнение режущего элемента

14 обеспечивает подъем породы из нижней части забоя и смещение ее на. внутренний конус 7. Скребки 15 выполнены, например, в виде трапециевидных пластин и подвешены с помощью шарниров 18 на раме 11. Каждая ось 19 шарнира 18 смещена в сторону, противоположную рабочей поверхности 20 скребка

15. Такое размещение оси изменяет расположение центра тяжести и увеличивает угол атаки" скребка в начале рабочего хода, что создает условия для быстрого внедрения его в породу, увеличенмя рабочей эоны толкания и, тем самым, повышения эффективности погрузки. Рама 11 соединена шарнираМи 21 со штоками 22 гидроцилиндров

23, Корпусы которых соединены шарнирами 24 с ножевой частью 2 корпуса 1.

Штоковые и поршневые полости гидроцилиндров 23 гидравлически подключены в противофазе к гидравлическому блоку реверса 25 (на чертеже гидравлическая схема щита не показана).

Подвижный элемент 26 блока реверса

25 взаимодействует с рамой 11.

Проходческий щит работает следующим образом.

С помощью гидрораспределителя осуществляют подачу масла к гидроцилиндрам 23 и приводят в качательное движение режуще-погрузочный орган 5, э атем. включают гидравлические домкра.ты 3, доводят их штоки с башмаками до упора с элементами крепи 27 тоннеля и осуществляют осевую подачу корпуса

1 на забой 28. При этом ножевая часть

2 внедряется в забой 28 и подрезает его по контуру, режущими полками 4 нарушается целостность верхней и средней частей забоя 28. Нижняя часть забоя разрушается режущими элементами

14, которые создают дуговой вруб 29.

t0 Образование дугового вруба 29 в нижней части значительно ослабляет прочность породы забоя и подрезанная ножевой частью и режущими полками 4 она обрушивается на конус 7. Порода, разрушенная при образовании дугового вруба 29, поднимается из нижней части забоя рабочими боковыми поверхностями

16 режущих элементов 14 и за счет наклона этих поверхностей также смещается на конус 7. Находящаяся на конусе

7 порода убирается скребками 15. Скребки 15 работают попеременно: при движении от загрузочного окна 9 к периферии скребок 15 вследствие шарнирной подвески поднимается и скользит сверху по породе, лежащей на конусе ?, при движении в обратном направлении скребок 15 внедряется .в породу, опускается до упора и проталкивает ее к загрузочному окну 9 на конвейер б. Одновременно второй скребок 15 работает в противофазе. Таким образом, за один ход гидроцилиндров 23 привода режущего органа 5 осуществляется один рабочий ход подачи породы на конвей35 ер 6. Реверсирование качательных движений режуще-погрузочного органа 5 .производится автоматически в крайних положениях с помощью блока реверса

25 при воздействии на его подвижный

40 элемент 26 рамой 11. При достижении щитом заданной величина заходки осуществляют реверсирование домкратов

3. Останавливают режуще-погрузочный орган 5 и производят установку -крепи

27. После этого цикл повторяется.

1. Проходческий щит для сооружения тоннелей преимущественно в слабых

50 .породах, включающий корпус с ножевой частью, режущие полки, установленные в верхней половине ножевой части, режуще-погрузочный орган, связанный с нижней половиной ножевой части кор55 пуси и выполненный из двух режущих элементов, соединенных с гидроцилиндрами качения, дократы передвижения и конвейер, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности проходки путем увеличения погрузочной способности режуще-погрузочного органа, связь режуще-погруэочного органа с нижней половиной ножевой части корпуса выполнена из шарнирно подвешенной рамы с двумя скребками, шарнирно закрепленными на осях, кото767352

10 рые смещены в сторону, противоположную рабочей поверхности скребков и блока реверса с подвижными упорами для взаимодействия с рамой, при этом гидроцилиндры качения связаны с шарнирно подвешенной рамой и включены в противофазе, а боковые, поверхности режущих элементов выполнены двусторонними в виде усеченной пирамиды с. вершиной, направленной внутрь корпуса щита.

2. Проходческий щит по п. i, о тл и ч а ю шийся тем, что боковые поверхности режущих элементов выполнены криволинейными.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент CQIA Р 3556599, кл. 299-11, опублик. 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 501130, кл. Е 01 0 3/02, 1976 (прототип).

767352

8-Ю лаРериупю

zo

ВНИИПИ Закаэ 7159/29 Тираж 626 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4