Проходческий щит

 

Изобретение предназначено для проходки тоннелей в слабоустойчивых и относительно устойчивых грунтах при наличии прослоек устойчивых грунтов. Цель - повышение эффективности работы проходческого щита в неустойчивых и слабоустойчивых грунтах путем повышения устойчивости забоя . Внутри корпуса 1 щита установлены выдвижные шандеры 2., передвигаемые относительно корпуса 1 посредством закрепленных на корпусе 1 гидроцилиндров (ГЦ). На шандерах 2 установлены односекционные 6 и двухсекционные 7 забойные плиты (П). Верхние П 6 щита расположены с уступом в сторону забоя относительно П 7 при 15 ё О VI VJ GJ ГО О

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g))s Е 21 0 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ а °

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4131795/03 (22) 08.10;86 (46) 15.09.91. Бюл. ¹ 34 (71) Ясиноватский филиал по проходческому оборудованию Института "Гипромашобогащение" (72) Г.Г.Алексеев, В,Б.Тата ринский, И.Д,Фишман, А.В.Швиченко, В,А,Дронов, В.С,Штерн, В.А.Ходош, С.Н.Власов, Б.С.Максимов, В,И.Трубчанин и В.Г.Нестеренко (53) 624.191.6(088.8) (56) Патент США № 4289356, кл. Е 21 О 9/08, 1981.

Патент ФРГ ¹ 3023412, кл, Е 21 О 9/06, 1982.,» П 1677326 А1 (54) ПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТ (57) Изобретение предназначено для проходки тоннелей в слабоустойчивых и относительно устойчивых грунтах при наличии прослоек устойчивых грунтов, Цель — повышение эффективности работы проходческого щита в неустойчивых и слабоустойчивых грунтах путем повышения устойчивости забоя. Внутри корпуса 1 щита установлены выдвижные шандеры 2, передвигаемые относительно корпуса 1 посредством закрепленных на корпусе 1 гидроцилиндров (ГЦ).

На шандерах 2 установлены односекционные 6 и двухсекционные 7 забойные плиты (П), Верхние П 6 щита расположены с уступом в сторону забоя относительно П 7 при

1677326

Изобретение относится к тоннелестроению, а именно к щитам для проходки тон.нелей в основном в слабоустойчивых и относительно устойчивых грунтах при наличии прослоек устойчивых грунтов, Цель изобретения — повышение эффективности работы проходческого щита.

На фиг.1 изображен проходческий щит, вид со стороны забоя; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.1; на фиг,3 — разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 — сечение В-В на фиг,1; на фиг,5— вариант сечения  — В на фиг.1; на фиг.б — то же. при определенном угле отклонения забойных плит от вертикальной плоскости; на фиг,7 — то же, при установке забойных плит в вертикальной плоскости.

Проходческий щит содержит корпус 1, внутри которого установлены выдвижные шандоры 2, передвигаемые относительно корпуса 1 щита в направлении проходки посредством закреплснных на корпусе I щита гидроцилиндров 3, исполнительный орган для разработки грунта (не показан), погрузочное устройство 4 и ленточный конвейер 5 для выдачи грунта от забоя. На выдвижных шандорах 2 установлены односекционные забойные плиты 6, а также двухсекционные забойные плиты 7 с шарнирно соединенными периферийной 8 и центральной 9 секциями, Забойные плиты 6 и 7 перемещаются в направлении на забой и от забоя при помощи гидроцилиндров 10 поворота, При этом часть односекционных забойных плит 6 расположена относительно двухсекционных забойных плит 7 с уступом в сторону забоя при установке всех, забойных плит 6 и 7 в рабочее положение с учетом угла естественного откоса грунта, При установке односекционных забойных плит 6 в рабочее положение в плоскости, перпендикулярной продольустановке П 6 и 7 в рабочее положение.

Причем П 7 расположены вдоль горизонтальной оси симметрично относительно вертикальной оси щита и имеют шарнирно, соединенные периферийные и центральную секции с возможностью складывания посредством ГЦ и системы рычагов. Перемещаются П 6 и 7 в направлении на забой и от забоя при помощи ГЦ поворота. С забойной стороны вдоль боковых кромок на верхних

П 6 установлены сменные уппотнительные накладки 15 с У-образными канавками, расположенными параллельно плоскости П 6.

Под накладками 15 расположены уширите5

40 ли в виде гибких элементов, установленные с возможностью перекрытия друг друга. С внутренней стороны вдоль боковых кромок

П 6 и 7 перпендикулярно их плоскости установлены пластины, Последние предназначены для увеличения толщины П при разработке слабоустойчивых грунтов, Грунт сначала разрабатывают П 6, а затем после их прижатия к забою — П 7. При этом сначала грунт разрабатывается над секциями, а потом при помощи ГЦ поворота откидываются обе П 7 и разрабатывается остальная часть забоя. 4 э,п. ф-лы. 7 ил. ной оси щита, зазор а между боковыми поверхностями соседних односекционных забойных плит 6 минимален. Двухсекционные забойные плиты 7 расположены вдоль горизонтальной оси и симметрично относительно вертикальной оси щита. Центральная секция 9 каждой из двухсекционных плит 7 соединена с периферийной секцией 8 с воэможностью складывания относительно периферийной секции 8 при помощи гидроцилиндра 11, корпус которого закреплен на внутренней стороне периферийной секции 8, а его шток посредством системы рычагов 12 соединен с центральной секцией

9. Кроме того, каждая центральная секция 9 имеет с забойной стороны паз 13 с отверстиями 14 для прохода грунта, при этом ширина паза 13 больше диаметра гидроцилиндра 10 поворота забойной плиты. Односекционные забойные плиты 6, расположенные в сводовой части щита, снабжены с забойной стороны вдоль боковых кромок сменными уплотнительными накладками 15 с V-образными канавками 16, способствующими образованию грунтового ядра и при вжатии уплотнительных накладок 15 в забой. Уплотнительные накладки 15 расположены параллельно плоскости забойной плиты, Г1од сменными уплотнитепьными накладками 15 могут быть установлены уширители 17 в виде гибких элементов с возможностью перекрытия друг друга, Уширители 17 предназначень| для перекрытия зазора а между боковыми поверхностями соседних односекционных забойных плит 6. установленных в рабочее положение, Как вариант, часть однасекционных забойных плит 6 может быть снабжена с забойной стороны вдоль боковых кромок смещенными режущими ножами 18. Уплотнительные накладки 15 и режущие ножи 18 закреплены на забойных плитах 6 болтами 19, 1677326

Дополнительно односекционные забойные плиты 6 могут быть снабжены с внутренней стороны вдоль боковых кромок пластинами 20, установленными.перпендикулярноо плоскости забойной плиты. Пластины 20 предназначены для увеличения

5 толщины забойной плиты при разработке слабоустойчивых грунтов. Щит оснащен домкратами 21 подачи щита на забой.

Проходческий щит в зависимости от горно-геологических условий работает следующим образом.

При разработке забоя, состоящего иэ относительно устойчивых грунтов, т.e., когда под действием горного давления обнаженная поверхность забоя находится в

15 устойчивом состоянии, не менее 20 — 30 мин, открывая одну или несколько односекционных забойных плит 6, исполнительным органом выбирают грунт из ячеек на величину заходки, равную в нашем случае 0,25 м. В

20 это время остальные односекционные забойные плиты 6 и двухсекционные забойные плиты 7, состоящие из двух шарнирно соединенных периферийной 8 и центральной 9 секций, прижаты к забою. Уширители

17 перекрыли зазоры а между боковыми поверхностями односекционных соседних забойных плит 6, а сменные уплотнительные накладки 15 с Ч-образными канавками 16 вдавлены в забой, создавая вокруг себя

30 грунтовое ядро R, которое препятствует вытеканию в открытую зону грунта, кроме граничной зоны, расположенной между двумя грунтовыми ядрами R, вывал из которой не нарушает устойчивости забоя в, целом. При

35 этом для обеспечения устойчивости забоя глубина внедрения исполнительного органа в забой не должна быть больше наибольшего диаметра грунтового ядра R.

В случае значительного вытекания грунта через зазоры а между боковыми поверхностями соседних односекционных забойных плит 6 необходимо уменьшить глубину внедрения. Наиболее надежным способом разработки грунта является one45 режение односекционных забойных плит 6 относительно двухсекционных забойных плит на 100-150 мм, После разработки грунта под односекционными забойными плитами 6 и последующего их прижатия к забою открываются двухсекционные забойные плиты. При этом грунт разрабатывается вначале под центральными секциями 9, установленными с возможностью складывания на периферийных секциях 8 при помощи гидроцилиндра 11 и системы рычагов 12 таким образом, чтобы имел вместе с периферийными секциями 8 минимальный габарит. После разработки грунта в центральной части щита при помощи гидроцилиндров 10 поворота откидываются обе двухсекционные забойные плиты 7 и разрабатывается остальная часть забоя, При этом складывается центральная секция 9 относительно периферийной секции 8 и сложенная двухсекционная забойная плита 7 отводится в исходное положение, Гидроцилиндр 10 поворота входит в паз 13 на центральной секции 9, выпресовывая оставшийся грунт в пазе 13 через отверстия 14. При разработке забоя одновременно осуществляется погрузка обрушенного грунта погрузочным устройством 4 на ленточный конвейер 5 для выдачи его в транспортные средства. После этого выдвижные шандоры 2, забойные плиты 6 и

7 прижимаются к забою, и цикл разработки повторяется, После чего весь щитдомкратами 21 подачи подается в выработанное пространство. При этом выдвижные шандоры 2 с установленными в рабочее положение забойными плитами 6 и 7 подаются внутрь щита и занимают исходное положение для разработки забоя.

В случае, если забой состоит из слабоустойчивых грунтов, устойчивость которых

5 — 20 мин, целесообразно сменить уплотнительные накладки 15 на режущие ножи 18 и дополнительно установить пластины 20, В этом случае между режущими ножами 18 односекционной забойной плиты 6, при>катой к забою, образуется конусообразная воронка, грунт из которой практически не будет пересыпаться, так как забойные плиты 6 прижаты к забою и создают в нижней части воронки грунтовое ядро. Вероятность вытекания грунта через зазор а между боковыми поверхностями забойных плит 6 уменьшается, повышается эффективность проходки эа счет уменьшения величины переборки грунта из забоя, т.е, уменьшается просадка дневной поверхности.

Цикл разработки забоя в слабоустойчивых грунтах аналогичен циклу разработки забоя в относительно устойчивых грунтах, Формула изобретения

1. Проходческий щит, включающий корпус выдвижными шандорами, верхние и промежуточные односекционные забойные плиты, двухсекционне забойные плиты с шарнирно соединенными периферийной и центральной секциями, гидроцилиндры поворота забойных плит, связанные с корпусом, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности работы щита в неустойчивых и слабоустойчивых грунтах, путем повышения устойчивости забоя, верхние односекционные забойные плиты расположены с уступом в сторону забоя

1677326 относительно двухсекцион lblx плит при установке всех забойных плит в рабочее положение, причем двухсекционные забойные плить1 расположены вдоль горизонтальной оси симметрично относительно вертикаль- 5 ной оси щита, а центральная секция каждой из двухсекционных забойных плит соединена с периферийной с воэможностью складывания посредством гидроцилиндра и системы рычагов.. 10

2. Щит поп.1, отл ич а ю щи йс я тем, что верхние односекционные забойные плиты снабжены установленными с забойной стороны вдоль боковых кромок сменными

l уплотнительными накладками с Ч-образны- 15

; ми канавками, расположенными параллель, .но плоскости забойной плиты, 1

3. Щит поп,1, отл и чаю щи йся тем, что верхние односекционные забойные плиты снабжены установленными с забойной стороны вдоль боковых кромок сменными режущими ножами.

4. Щит по п.2, о тл и ч а ю шийся тем, что он снабжен расположенными под сменными уплотнительными накладками уширителями, выполненными в виде гибких элементов, установленными с воэможностью перекрытия друг друга.

5, Щит по пп.2 и 3, отличающийся тем, что односекционные и двухсекционные забойные плиты снабжены пластинами, установленными с внутренней стороны вдоль боковых кромок перпендикулярно плоскости плиты, 1677326

1677326

Составитель Н, Кононова

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Редактор !Yl. Келемеш

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород. ул.Гагарина. 101

Заказ 3096 Тираж Подписное

БНИИПИ t осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5