CN1796724A - 隧道物料连续输送方法 - Google Patents

Abstract

一种隧道物料连续输送方法，主要解决提高隧道掘进作业效率等技术问题，其采用技术方案是，该方法包括有物料破碎、挤压输送、转载输送、改向输送、同步输送和提升输送等步骤，可将物料从掘进作业区连续不断地输送到地面的临时堆料场，适用于隧道、巷道或类似工程。

Description

隧道物料连续输送方法

技术领域：

本发明涉及一种掘进隧道的方法，特别是一种清除或运送采下物料的设备。

背景技术：

现有隧道(或井下巷道)掘进过程中，其产生的物料泥土或矸石等从隧道运送至地面，是采用间歇式运输方式，如地铁隧道掘进，采用盾构掘进机，将物料泥土或矸石挤压或破碎，通过盾构掘进机内设置的螺旋输送机，将物料挤出至盾构掘进机后侧设置的转载输送机，装载到物料箱内，然后由电机车(蓄电池的或架线的机车)牵引运送至隧道井口，再由提升机将物料运到地面，卸到临时堆料场。随之电机车沿着轨道回复至盾构掘进机处，再作下一次的输送；在上述物料从盾构掘进机处运送至堆料场的过程中，由于物料不可能及时输出，盾构掘进机不得不停止掘进作业，而形成作业的无效时间，降低掘进作业效率，上述电机车在隧道内往返的时间，随着盾构掘进机和井口的距离增加而延长，在掘进过程中，该距离大部分可能达千米至数千米，而电机车的行进速度通常是8千米/小时，显然盾构掘进机的停机时间是很长的，因此，将严重影响掘进效率，其经济上的损失极大，并同时带来负面的社会效应。如何将上述间断式运输方式改变为连续运输方式，提高隧道掘进效率，是业者亟待解决的技术问题。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是，提供一种隧道物料连续输送方法，它能连续地将物料从掘进作业区输送至井口，克服传统的间歇式输送的方式的缺陷，能使掘进作业效率大幅度提高，并具有明显的经济效益和社会效益。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：隧道物料连续输送方法包括下列步骤：

1.物料破碎——在隧道掘进作业中，将泥土或岩石破碎；

2.挤压输送——将破碎后的物料以挤压方式送出掘进作业区；

3.转载输送——挤压出的物料，以带式输送方式，将物料输送至掘进作业区后方的隧道上部；

其特点是该方法还包括有下列步骤：

4.改向输送——将转载输送出的物料，再以带式输送方法，从隧道上部改向输送至隧道中部一侧的边缘；

5.同步输送——隧道中部一侧边缘改向输送卸载的物料，以可随掘进作业行进同步延伸并顺沿隧道的直线或弯曲走向的带式输送方式，连续地将物料从掘进作业处输送至井口；

6.提升输送——将同步输送至井口的物料，从井口垂直(或斜向)提升至地面临时堆料场。

掘进破碎后的物料泥土或矸石，经由挤压、转载、改向、同步和提升等输送程序，从掘进作业处经井口，可源源不断地送达地面的临时堆料场。

本发明由于采用上述连续输送物料程序，在较长的掘进作业时间内，可连续送出物料，根据实验，其掘进速度平均每天可达17～18米，最高值可达26米，而传统的间歇式输送方法，其掘进速度平均每天为7～8米，本发明的输送方法可提高工效数倍，其经济效益相当可观，同时，解决了由于掘进机后配套运输能力不足而严重影响掘进施工进度的难题，对城市建设、铁道、公路建设等事业能作出更有效的贡献，具有良好的社会效益。

附图说明：

图1是本发明隧道物料连续输送方法设施布置示意图。

图2是本发明隧道物料连续输送流程框图。

具体实施方式：

参照图1，本发明以隧道盾构掘进机为例，图示隧道物料连续输送方法相关设施的布设，这些设施包括有盾构掘进机1、螺旋输送机2、转载输送机3、转向输送机4、同步延伸可弯曲输送机(同步输送机)5、提升输送机6和临时堆料场7，其相应的输送流程(如图2所示)如下：

物料破碎：该程序是由盾构掘进机1完成，其设备和操作均和传统掘进作业相同，利用盾构掘进机1的刀具破碎土层的泥土或岩石，以形成隧道必需的空间，而其产生的物料泥土或矸石，又必须及时地从作业区运出。

挤压输送：盾构掘进机1破碎的物料泥土或矸石是零乱无序，且所占空间也大，不利运输，在盾构掘进机1的机架上设置有螺旋输送机2，该机能及时地将物料清出作业区，且在输送过程中对物料进行挤压成团，便于输送，该程序的操作和设备均和现有作业相同。

转载输送：螺旋输送机2将物料挤出至隧道上部，但受结构限制，无法达到送出物料必须的距离，为此，在盾构掘进机1的机架上还设置有转载输送机3，通常是采用带式输送，可达到较大的输送距离，在现有掘进作业中，转载输送3可将物料送达至电机车承接物料的位置，以保持正常的卸料作业，该程序的操作和设备均和现有作业相同。

改向输送：该程序是为适应本发明隧道物料连续输送方法而设置，因为方法中采用带式输送以保持掘进作业区(盾构掘进机1及机架的活动区)至井口的物料输送连续性，而其输送带的设置，又不能妨碍运送管片等大型构件的电机车在隧道中行驶，因而上述掘进作业区至井口的输送带是布设在隧道中心的侧壁上，为了使上一程序(转载输送)和该输送带的物料输送能连续进行，本发明设置改向输送程序，是采用带式输送方式的改向输送机4，该机是常用的带式输送机，并设置在盾构掘进机1的机架上，由于上述各输送程序(挤压、转载、改向)的相应设备均设置在盾构掘进机1的机架上，因而各设备均随盾构掘进机1的掘进方向同步前进。

同步输送：该程序是本发明隧道物料连续输送方法的技术关键，其采用设备是同步延伸可弯曲输送机(简称同步输送机)5，该机包括有机尾51、机身52、贮带装置53和机头54(如图1)，机尾51设置在盾构掘进机1的机架上，和改向输送机4的出口对应，并可随机架同步行进，机身52是纵贯隧道的掘进作业区至井口的全长，机头54的输出滚筒位置和提升机6的接料段对应，同步输送的作业是这样完成的：

在机尾51处，输送带55圈绕于滚筒，并支承于缓冲托辊组，该托辊组正对改向输送的卸料口，物料卸载在输送带55沿机身52送向井口，并在隧道直线段或弯曲段均能保持输送带55正常运行，机尾51连设在盾构掘进机1的机架，因而可牵引输送带55随盾构掘进机1同步行进，从而保持物料流的连续性，机尾51的详细结构可参阅中国专利申请号：200420114140.3，名称：同步输送机机尾结构的说明。

在机身52处，输送带55一端圈绕于机尾51滚筒，承接来自转向输送的物料，随后沿着机身52载承物料至机头54的滚筒，再卸载作提升输送；机身52由二纵梁纵贯盾构掘进作业区至井口的全长，纵梁由一系列支架支承，并卡设一系列托辊组，托辊组承托承载段输送带55，支架上的平托辊支承输送带55的回程(空载)段；

机身52的延伸，在物料连续运输过程中，输送带55在机尾51牵引下，顺着掘进作业前进方向同步延伸，在此过程中，当机尾51延伸至2米至3米时，输送带55和机身52也同步延伸2米至3米时，在输送带55下方应加设一组支架和延伸的机身52纵梁匹配，并同时卡设相应数量的托辊组，各托辊组间的距离为1米至2米，以承托输送带55及其盛载物料的重量；

机身52和隧道走向的配合，机身52是在隧道中心的侧壁上布设，在隧道的直线段，机身52的结构可参阅中国专利申请号：200420114142.2，名称为“同步输送机机身直线段结构”的说明，在隧道的弯曲段，呈弧形走向输送带55受形状改变的影响，均使输送带55产生变位，因此，必须呈有对应此变位的托辊结构，可参阅中国专利申请号：200420114143.7，名称为“同步输送机自动改向托辊装置”的详细说明；

输送带55的延伸，在物料连续输送过程中，运动中的输送带必须具备有：

1.正常运载物料的功能；

2.同步延伸其自身长度的功能；

图1所示，同步输送机5的贮带装置53是实现上述功能的技术方案，该方案是在输送带55回程近机头54处，利用两组滚筒组圈绕输送带55，而其中一组可游动，在其游动中缩短两滚筒组的间距，实现同步延伸输送带55长度的需求，其结构可参阅中国专利申请号：200420114141.8，名称为“同步输送机贮带装置”的详细说明；

输送带55的接长操作，上述输送带55在同步延伸中利用贮带装置53实现其长度伸长的方法，但该装置的游动滚筒组移动至固定滚筒组的限定位置后，预示贮备的带长已在同步延伸中接近于零，此时，为了后续作业，必须在已有的带上再重新接上一定长度的带，其操作是：停机—接上新带—调节游动滚筒组至规定位—再启动运行；通常，输送带55同步延伸的长度为50米至150米，相应架接所带的带长为100米至300米，接带停机的操作时间不长，而其间隔时间为数天至十数天，对物料输送的作业效率影响不大。

输送带55运行的动力，输送带55是在机头54的动力滚筒牵引下进行输送作业，机头54的滚筒由电动机驱动，通常传动滚筒数量可为1～3台，根据输送带55的不同运输量和输送倾角等因素进行选择，多滚筒机头54可提供较大的牵引动力；在机头54设置有卸料滚筒，可将物料连续不断地卸载于提升机6。

提升输送：是将物料从隧道(巷道)井口，垂直或倾斜向输送至地面临时堆料场，其采用设备是常用的提输送升机6，如波纹挡边带式或链斗式等，该机包括有下水平段，承接来自同步输送下卸的物料，和上水平段，用以将物料卸在临时堆料场7。

隧道物料连续输送方法包括有物料破碎、挤出输送、转载输送、改向输送、同步输送和提升输送，将盾构掘进机1破碎的物料泥土或矸石，连续不断地输送至临时堆料场，大大提高隧道(巷道)的掘进作业效率，具有显著的经济效益和社会效益。

Claims (4)

1、一种隧道物料连续输送方法，该方法包括有下列步骤：

a.物料破碎——在隧道掘进作业中，将泥土或岩石破碎；

b.挤压输送——将破碎后的物料以挤压方式送出掘进作业区；

c.转载输送——挤压出的物料，以带式输送方式，将物料输送至掘进作业区后方的隧道上部；

其特征在于该方法还包括有下列步骤：

d.改向输送——将转载输送出的物料，再以带式输送方法，从隧道上部改向输送至隧道中部一侧的边缘；

e.同步输送——隧道中部一侧边缘改向输送卸载的物料，以可随掘进作业行进同步延伸并顺沿隧道的直线或弯曲走向的带式输送方式，连续地将物料从掘进作业处输送至井口；

f.提升输送——将同步输送至井口的物料，从井口垂直或斜向提升至地面临时堆料场。

2、根据权利要求1所述的隧道物料连续输送方法，其特征是在同步输送步骤中，带式输送的带每同步延伸2米至3米，在带下方加设一组防带下垂的承托措施。

3、根据权利要求1所述的隧道物料连续输送方法，其特征是在同步输送步骤中，带式输送的带同步延伸50米至150米后，停止掘进作业，加接一新带，加接操作完成后再启动进行掘进作业。

4、根据权利要求1或3所述的隧道物料连续输送方法，其特征是在同步输送步骤中，停止掘进作业，加接一新带的带长为100米至300米。