JP3512012B2 - 掘進機の掘進方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地中を掘進して炭
鉱における沿層坑道などを形成する掘進機の掘進方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、地下の石炭を採掘する方法とし
て図１３に示すような長壁式採炭法が知られている。こ
の長壁式採炭法は、採掘対象の炭層１の両側に並行な沿
層坑道２，３を掘削すると共に、その先端間を結んで先
端坑道４を掘削し、その先端坑道４にカッターローダ
（ドラムカッタ）などの掘削機械を設置して、先端坑道
４の長壁を手前側（図中矢印ａ方向）に切り崩し、沿層
坑道２，３にかき出してベルトコンベヤなどで搬出する
ものである。

【０００３】この沿層坑道２，３を掘削する機械として
は、図１４に示すような坑道掘進機（コンティニュアス
マイナー）５が公知である。この坑道掘進機５は、機本
体６の前方に延出されたブーム７の先端に円錐台状の掘
削ヘッド８が設けられ、そのブーム７を上下或いは左右
に旋回させることで、所定の断面形状に掘削するように
なっている。掘削した石炭や岩石（ズリ）は、機体前部
に設けられた積込装置９で掻き寄せられ、機体中央を後
方に延びるコンベヤ１０で移送されて、後方にて追従走
行する運搬車両１１に積み込まれるようになっている。
この坑道掘進機５は、通常作業者により運転され、クロ
ーラ１２で走行する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで前記従来の坑
道掘進機５は、掘削ヘッド８の大きさが掘削すべき断面
に比べて小さいので、掘進能率が悪いという問題があっ
た。また掘削された坑道２，３，４は、天盤及び側壁に
ロックボルトを打ち込んで支持保全されるようになって
いるが、坑道掘進機７の運転者の安全を確保するため
に、少し掘り進んで掘削ヘッド８の運転を停止してロッ
クボルトを打ち込み、その後、掘削ヘッド８の運転を再
開して掘削するといった施工手順を踏まざるを得ない。
従って掘進速度はさらに遅くなり、沿層坑道２，３が数
キロに及ぶ場合は、採炭工程全体のうちの多くの時間を
坑道掘進に割かねばならなかった。

【０００５】このような課題を解決するものとして、山
岳トンネル等にも実績のあるシールド掘進機を利用し、
沿層坑道２，３の全断面掘削、及びロックボルト施工を
並行した掘削を行うことが考えられる。しかしながらこ
の種のシールド掘進機は、トンネル壁に建て込まれるセ
グメントに反力をとって推進するようになっているの
で、覆工を行わない坑道掘進にそのまま適用することは
できない。また坑道掘進機は、計画長（炭層）の先端ま
で掘進したなら、その沿層坑道内を通って戻って来なけ
ればならないが、シールド掘進機には後退の機能が備わ
っていないので、回収は極めて困難である。仮に沿層坑
道２，３の先端側に放置するとなると、炭層毎に掘進機
を用意しなければならず、設備費が過大となって現実的
でなく、到底採用し難い。

【０００６】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、坑道掘進の効率を向上できる掘進機の掘進方法を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決すべく請
求項１の発明は、坑道を形成すべく、地山を所定の断面
形状に掘削するカッタと、該カッタにより形成された坑
道の周壁を支えるフレームとを備えた掘進機の掘進方法
において、フレームを掘進方向前後に分割されたカッタ
を支持する前方部フレームと後方部フレームとで形成
し、その前方部フレームと後方部フレームとを、周方向
に適宜分割すると共に拡縮用ジャッキにて坑道に対して
拡縮自在に形成し、前方部フレームと後方部フレーム間
に、所定の推進力を与えるための伸縮手段を設け、掘進
時に、前方部フレームを縮径すると共に後方部フレーム
を拡径して伸縮手段にて前方部フレームを介して上記カ
ッタに押圧力を与えて掘削し、伸縮手段の伸張後、前方
部フレームを拡径すると共に後方部フレームを縮径して
伸縮手段を縮退させて後方部フレームを前方部フレーム
に引き寄せて掘進する掘進機の掘進方法であって、前方
部フレームと後方部フレームとは、坑道の床面に接する
と共に機本体を構成する本体フレームと、坑道の天盤を
支える上部フレームと、側壁を支える側部フレームとで
拡縮自在に形成され、さらに本体フレームと上部フレー
ムとは、坑道に接する面が扁平に形成され、左右の側部
フレームは、坑道に接する面が円弧状に形成される掘進
機の掘進方法である。

【０００８】請求項２の発明は、坑道を形成すべく、地
山を所定の断面形状に掘削するカッタと、該カッタによ
り形成された坑道の周壁を支えるフレームとを備えた掘
進機の掘進方法において、フレームを掘進方向前後に分
割されたカッタを支持する前方部フレームと後方部フレ
ームとで形成し、その前方部フレームと後方部フレーム
とを、周方向に適宜分割すると共に拡縮用ジャッキにて
坑道に対して拡縮自在に形成し、前方部フレームと後方
部フレーム間に、所定の推進力を与えるための伸縮手段
を設け、掘進時に、前方部フレームを縮径すると共に後
方部フレームを拡径して伸縮手段にて前方部フレームを
介して上記カッタに押圧力を与えて掘削し、伸縮手段の
伸張後、前方部フレームを拡径すると共に後方部フレー
ムを縮径して伸縮手段を縮退させて後方部フレームを前
方部フレームに引き寄せて掘進する掘進機の掘進方法で
あって、後方部フレームには、ボルト打設装置が備えら
れ、ボルト打設装置にて、坑道にロックボルトを打設
し、前方部フレームと後方部フレームとは、坑道の床面
に接すると共に機本体を構成する本体フレームと、坑道
の天盤を支える上部フレームと、側壁を支える側部フレ
ームとで拡縮自在に形成され、さらに本体フレームと上
部フレームとは、坑道に接する面が扁平に形成され、左
右の側部フレームは、坑道に接する面が円弧状に形成さ
れる掘進機の掘進方法である。

【０００９】請求項３の発明は、前方部フレームに、カ
ッタにより形成された坑道の天盤に沿ってカッタ前方へ
移動自在な覆部材が備えられた請求項１又は２記載の掘
進機の掘進方法である。

【００１０】請求項４の発明は、覆部材が、前方部フレ
ームの上部フレームに移動自在に設けられた請求項３記
載の掘進機の掘進方法である。

【００１１】

【００１２】

【００１３】上記構成により、フレームを前方部フレー
ムと後方部フレームに分割し、この前方部フレームと後
方部フレームとを周方向に適宜分割すると共に拡縮用ジ
ャッキで拡縮自在に形成し、前方部フレームと後方部フ
レーム間に伸縮手段を設けることで、掘削推進時には、
後方部フレームを拡径して坑道に圧接させ、前方部フレ
ームを縮径させることで、後方部フレームで推進反力を
受けながら、伸縮手段を伸張させてカッタに押圧力を与
えて掘削することができ、また伸縮手段が伸張後は、前
方部フレームを拡径させると共に後方部フレームを縮径
させて伸縮手段を縮退させることで、後方部フレームを
前方部フレームに引き寄せることができ、これを繰り返
すことにより、坑道で掘進時の反力を受けながら、沿層
坑道等の全断面掘削が行えると共に、ロックボルトなど
の支保工を並行して行うことができ、掘進作業能率の向
上が達成される。また掘削後は、前方部フレームと後方
部フレームとを縮径させ、カッタを掘削時よりも短くし
た状態にして、掘進機を掘削した坑道内を通して容易に
搬出することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。

【００１５】図１乃至図４は、本発明を炭鉱において沿
層坑道を掘削形成する掘進機として適用した場合を示し
たものである。この掘進機は、正面視で左右方向に長い
長円形の断面形状に地山（炭層又は岩盤）１４を掘削す
るカッタ２１と、カッタ２１の後方に連ねられて、掘削
形成された沿層坑道２，３の周壁を支えるフレーム２２
とにより主として構成されている。

【００１６】フレーム２２は掘進方向前後に適宜分割さ
れ、その前方部フレーム２３及び後方部フレーム２４が
略同様に、沿層坑道２，３の床面１５に接すると共に機
本体を構成する本体フレーム２５と、天盤１３を支える
上部フレーム２６と、側壁を支える左右の側部フレーム
２７，２８とで構成されている。そしてこれらフレーム
２５…２８は、周方向に所定の間隔を以て隔てられ、カ
ッタ２１による掘削断面に略相応した外形（長円形）を
呈するようになっている。すなわち上部フレーム２６
は、横断面が直線状の上板２９を有して、全体が偏平に
組み立てられ、側部フレーム２７，２８は横断面が円弧
状の外側板３０，３１を有して組み立てられている。本
体フレーム２５は、横断面が直線状の底板３２を有して
長方形状に形成された下部３３と、下部３３の両側の長
手方向前後にそれぞれ立設された鉛直部３４と、鉛直部
３４の上端間を結ぶ上横部３５及び上縦部３６とで成
り、全体が略直方体状に組み立てられている。また本体
フレーム２５の前端には、カッタ２１側と隔てるための
隔壁３７が取り付けられている。

【００１７】そして本体フレーム２５と上部フレーム２
６及び側部フレーム２７，２８との間には、それぞれ拡
縮用ジャッキ３８，３９が設けられ、機体内方へ縮径で
きるようになっていると共に、その拡縮を案内するガイ
ド４０，４１が設けられている。上部フレーム２６のた
めの拡縮用ジャッキ３８は、図８にも示すように、本体
フレーム２５の左右それぞれの上縦部３６の前後に、シ
リンダ４２が鉛直方向に取り付けられ、シリンダ４２か
ら出没されるピストンロッド４３の先端が上部フレーム
２６の下面に連結されている。すなわち上部フレーム２
６は、上部フレーム２６の下面と、本体フレーム２５の
上縦部３６の上面との距離を限度とした所定の昇降範囲
で、移動自在となっている。そしてガイド４０は、図７
及び図９に示すように、各鉛直部３４の上端に立設され
た筒体４４と、筒体４４と同軸に上部フレーム２６から
垂下された柱体４５とで成り、柱体４５が筒体４４内を
摺動することで、上部フレーム２６の昇降を案内するよ
うになっている。また左右の側部フレーム２７，２８の
ための拡縮用ジャッキ３９は、本体フレーム２５の両側
の前後及び上下にそれぞれ設けられ、図９に示したよう
に、ジャッキ本体４６が鉛直部３４の上下に、そのピス
トンロッド４７の先端が側部フレーム２７，２８の内面
にそれぞれに取り付けられている。そしてガイド４１
は、拡縮用ジャッキ３９の近傍に並設され、図７に示し
たように、側部フレーム２７，２８の内面から水平に突
出された柱部４８と、鉛直部３４内に区画されて柱部４
８を摺動させる筒部４９とで形成されている。

【００１８】また前方部フレーム２３と後方部フレーム
２４との間には、掘進に必要な所定の推進力を与えるた
めの伸縮手段である推進ジャッキ５０が設けられてい
る。この推進ジャッキ５０は、本体フレーム２５の上下
左右の四隅の位置に配置され、ジャッキ本体５１が後方
部フレーム２４の下部３３及び上縦部５２に、その長手
方向に沿って設けられている。このため特に上縦部５２
は、推進ジャッキ５０を充分支持できるように、前方部
フレーム２３の上縦部３６よりも若干堅牢に形成されて
いる。また後方部フレーム２４の左右の拡縮用ジャッキ
３９及びガイド４１は、この推進ジャッキ５０と干渉し
ない位置に設けられている。そして推進ジャッキ５０の
ピストンロッド５３の先端は、前方部フレーム２３の本
体フレーム２５の後端に着脱自在に連結されている。す
なわち推進ジャッキ５０が、拡縮用ジャッキ３８，３９
の駆動によるフレーム拡縮と適宜連動して伸縮駆動され
ることにより、後方部フレーム２４に反力をとって前方
部フレーム２３及びカッタ２１を前進させると共に、前
進した前方部フレーム２３に対して後方部フレーム２４
を引き寄せるようになっている。

【００１９】次にカッタ２１は、図２に示したように、
それぞれ掘進方向の軸回りに回転する左右一対のメイン
カッタ６１，６２と、メインカッタ６１，６２により切
り残された部分（図中二点鎖線内Ｑ）を掘削するための
上下一対のトリミングカッタ６３，６４とで構成されて
いる。メインカッタ６１，６２は、回転軸となるシャフ
ト６５と、シャフト６５から放射状に延びた三本のスポ
ーク６６と、スポーク６６の長手方向に所定の間隔で前
方に突出されたビット（カッターピック）６７とで構成
されている。なおシャフト６５の前端にもビット６８が
円弧状に植設されている。またこのシャフト６５に水噴
射用ノズルを設けて、切羽に対して粉塵抑止及び切削火
花防止のための噴霧を噴射させるようにしてもよい。そ
して左右のメインカッタ６１，６２は、そのスポーク６
６が同一平面上に、且つ一方のスポーク６６が他方のス
ポーク６６の中間に入り込むような位相関係で並設され
ている。

【００２０】またシャフト６５は、図１に示したように
後方に延出されて本体フレーム２６の鉛直部３４に軸支
されていると共に、その延出端にギヤ６９が設けられて
いる。このギヤ６９は、本体フレーム２６の下部３３に
載置された電動モータ７０のギヤ７１に噛合されてい
る。ギヤ７１と電動モータ７０との間には減速機７２が
設けられている。すなわち電動モータ７０の回転力が一
対のメインカッタ６１，６２に適宜伝達され、これらが
互いに反対方向に回転駆動されて、前方の切羽に対して
掘削を行うようになっている。そして図３に示したよう
に、スポーク６６の外周端側６６ａは、着脱可能に分割
され、フレーム２２の縮径に相応して短くなるように形
成されている。この分割構造としては、例えばスポーク
６６の分割面７３を凹凸に形成して嵌め合わせるように
し、ボルト・ナット（図示せず）にて締結するようにす
ればよい。なお図３では、縮径時に上方或いは左右に突
出するスポーク６６だけを分割可能な構造として示した
が、全スポーク６６を短縮可能としても構わない。

【００２１】さらにスポーク６６の背面側にはバケット
７４が設けられ、掘削した石炭或いは岩石を掬い取っ
て、シュート７５を経由して搬出用のコンベヤ７６に投
入されるようになっている。シュート７５は左右のメイ
ンカッタ６１，６２に対応して二基設けられ、機体中央
側に下降傾斜されている。コンベヤ７６は、図１に示し
たように、シュート７５の下方且つ前方側に位置された
ローラ７７に巻き掛けられた無端ベルト７８にて形成さ
れている。そして図８に示したように、無端ベルト７８
は、本体フレーム２５内に適宜配置されたガイドローラ
７９により搬送面側が支えられて、若干上昇したのち水
平に後方へ延びて、機体後方に位置された図示しない別
のコンベヤ或いは運搬車両に、掘削した石炭或いは岩石
を搬送するようになっている。

【００２２】トリミングカッタ６３，６４は、所定の長
さのカッタ本体８０と、その長手方向に沿って所定の間
隔で植設されたビット８１とで鋸ぎり状に形成され、メ
インカッタ６１，６２のバケット７４の後方近傍におい
て、前方部フレーム２３の前端に設けられている。すな
わち上側のトリミングカッタ６３が上部フレーム２６
に、下側のトリミングカッタ６４が本体フレーム２５の
下部３３にそれぞれ配置されている。図５にも示すよう
に、カッタ本体８０は、箱状のブラケット部材８２にビ
ット８１の部分のみが露出する状態で収容され、左右方
向に伸びたガイドロッド８３に移動ブロック８４を介し
て支持されている。ガイドロッド８３は、ブラケット部
材８２の左右側板８２ａに両端が支持されている。移動
ブロック８４は、ガイドロッド８３に嵌合されてその長
手方向に摺動自在となっている。移動ブロック８４には
復動シリンダ８５が連結されている。復動シリンダ８５
は、ガイドロッド８３と平行に設けられ、そのシリンダ
本体８５ａの基端がブラケット部材８２の後部の基板８
２ｂにブラケット８６を介して支持され、ピストンロッ
ド８５ｂの先端がブラケット８７を介して移動ブロック
８４に連結されている。すなわち復動シリンダ８５の伸
縮により、トリミングカッタ６３，６４が左右方向に往
復するようになっている。なおその復動範囲は、ガイド
ロッド８３に設けられたストッパ８３ａによって規制さ
れている。

【００２３】そして図６に示すように、ブラケット部材
８２には、トリミングカッタ６３，６４を機体の内方及
び外方に適宜移動させるためのアクチュエータ８８が設
けられている。アクチュエータ８８は、シリンダ部８８
ａの基端がブラケット８９を介して下フレーム３３或い
は上部フレーム２６の内側に軸支され、ピストンロッド
８８ｂの先端が基板８２ｂの背面側にブラケット９０を
介して軸支されている。そしてその軸支点の近傍には、
基板８２ｂをブラケット９１を介してフレーム３３，２
６に支持するための支軸９２が左右方向に設けられてい
る。すなわちアクチュエータ８８の伸縮駆動によりブラ
ケット部材８２を支軸９２を中心に俯仰させることで、
トリミングカッタ６３，６４を機体の内外方に移動自在
としている。従って、図６中（ａ）に示したように、通
常の掘削においてはトリミングカッタ６３，６４のビッ
ト方向を鉛直方向に対して所定の角度θに、例えば45度
に保持すると共に、必要に応じてアクチュエータ８８を
縮退させて、図６中（ｂ）に示したようにブラケット部
材８２を図中時計回りに回転移動させることで、ビット
８１を機体内方に向けると共に、ブラケット部材８２全
体を機体内方に位置させるようになっている。また例え
ば余掘り量の調整や屈曲掘進を行うときは、アクチュエ
ータ８８を上下両方或いは一方を常時よりも伸長させ
て、ビット８１が機体外方に大きく突出するように回転
移動させ、この位置（Ｐ）で保持できるようになってい
る。なおトリミングカッタ６３，６４を機体内方に向け
る際には、ブラケット部材８２が隔壁３７と干渉するこ
とが考えられるので、これを避けるために、図６（ｂ）
に示したように、フレーム３３，２６のアクチュエータ
８８を支持している部分を前後方向にスライド可能に形
成して、別のアクチュエータ９３の伸長によりこの部分
を適宜距離Ｌだけ前進させるようにしてもよい。このほ
かブラケット部材８２の機体内方側には、掘削された石
炭等を適宜導くための傾斜ガイド板８２ｃが形成され、
上側においてはシュート７５へと導き、下側においては
掘進に従って前方へ押出すようにしてメインカッタ６
１，６２のバケット７４に掬い取られるようにしてい
る。さらにブラケット部材８２には、トリミングカッタ
６３，６４の掘削反力を充分受けるために、ガイドロッ
ド８３の後方に補助ガイド９４が並設されている。

【００２４】このほか図１に示したように、前方部フレ
ーム２３の上部フレーム２６には、カッタ２１により形
成された沿層坑道２，３の天盤１３に沿って移動する覆
部材９５が設けられている。この覆部材９５は、上板２
９が二枚重ねに形成されたうちの外側の板として形成さ
れ、内側の板９６に対して摺動自在となっている。そし
て上部フレーム２６にはシリンダ９７が設けられ、ピス
トンロッド９７ａの先端が覆部材９５に連結されて、そ
の伸長によりカッタ２１の前方へ突出するようになって
いる。すなわち掘進途中でのビット交換或いは保守点検
の際には、切羽とカッタ２１の間に作業者が入ることに
なるが、この際に掘削直後の天盤１３からの落石などを
防いで、作業者の安全を確保できるようになっている。

【００２５】また図９に示したように、本体フレーム２
５には通気のためのベントパイプ９８が設けられてい
る。そして後方部フレーム２４には各ジャッキ（３８，
３９，５０…）のためのパワーユニット、及び掘進を制
御するための運転室（図示せず）などが設けられてい
る。この運転室は、フレーム２２から隔てられた坑口側
に設けて遠隔操作にて掘進操作を行うようにしてもよ
い。さらに後方部フレーム２４の後部デッキ（図示せ
ず）にはロックボルト９９を沿層坑道２，３の天盤１３
及び側壁に打設するためのボルト打設装置100 が備えら
れている。なおこのボルト打設装置100 は、後部デッキ
に備えるとは限らず、掘進に追従して走行する走行車な
どに別途搭載するようにしてもよい。

【００２６】次に上記構成の掘進機により沿層坑道２，
３を掘削する工程を説明する。図１０に示すように、ま
ず推進ジャッキ５０を縮小した状態にしておくと共に、
前方部フレーム２３はカッタ２１により掘削される断面
よりも僅かに小さい外形となるように、拡縮用ジャッキ
３８，３９を縮退させて縮径状態にする。すなわち天盤
１３と上部フレーム２６の上面との間には適宜な隙間Ｓ
₁ が形成されている状態にあり、側壁と側部フレーム２
７，２８との間にも同様な隙間（図示せず）が形成され
ている。そして後方部フレーム２４は、拡縮用ジャッキ
３８，３９の伸長により、本体フレーム２５の他、各フ
レーム２６…２８が全周に亘って周壁に対して適宜圧接
した状態にする（図１０のａ）。この状態でメインカッ
タ６１，６２及びトリミングカッタ６３，６４を駆動さ
せると共に、コンベヤ７６を駆動させる。そして推進ジ
ャッキ５０を伸長させると、メインカッタ６１，６２は
その回転及び押圧力によって切羽の略全面の掘削を行
い、トリミングカッタ６３，６４はそのメインカッタ６
１，６２によって切り残された部分を掘削する（図１０
のｂ）。この際、トリミングカッタ６３，６４は、一対
のメインカッタ６１，６２の上端同士、及び下端同士を
接線状に結んだ位置において切り込むのみであるが、切
り残された上下の略三角形の部分（Ｑ）は、炭層の性質
上、亀裂が入るとその自重或いは振動などにより容易に
地山１４から剥離される。カッタ２１により掘削された
石炭或いは岩石は、バケット７４により掬い取られ、シ
ュート７５及びコンベヤ７６により後方へ搬出される。

【００２７】そして推進ジャッキ５０が最大に伸長する
まで掘進したなら（図１０のｃ）、前方部フレーム２３
の拡縮用ジャッキ３８，３９を伸長させて、その上部フ
レーム２６及び側部フレーム２７を周壁に圧接した状態
（Ｓ₂ ）にすると共に、後方部フレーム２４の拡縮用ジ
ャッキ３８，３９を縮小させて、各フレーム２６，２７
を天盤１３及び側壁から離間させる。すなわち後方部フ
レーム２４の上部フレーム２６の上面と天盤１３との間
には適宜な隙間Ｓ₁ が形成された状態となる。この状態
で推進ジャッキ５０を縮退させて、後方部フレーム２４
を前方に引き寄せる（図１０のｄ）。この際、適宜掘進
した区間の天盤１３及び側壁に、ロックボルト打設用の
孔をボルト打設装置100 に備えられたドリルにて開け、
その孔を利用して安定化のための薬液注入を行うと共
に、ロックボルト９９を打設してナットにて固定する。
この支保に際しては、ロックボルト９９の固定にネット
等を併用してもよい。そして推進ジャッキ５０を最小に
縮退させたなら（図１０のｅ）、再び前方部フレーム２
３を縮径させ、後方部フレーム２４を拡径させて、最初
の状態（図１０のａ）に戻し、掘進を継続する。

【００２８】また掘進が計画長に達したなら、図１１に
示すように各拡縮用ジャッキ３８，３９を最大限に縮退
して、フレーム外形が沿層坑道２，３の断面よりも大幅
に小さくなるように縮径する。すなわちフレーム２６…
２８と天盤１３及び側壁との間に大きな隙間Ｓ₃ が形成
される状態にする。そして推進ジャッキ５０のピストン
ロッド５３と前方部フレーム２３との連結を解除して、
沿層坑道２，３を走行する牽引車101 に、連結部材102
を介して後方部フレーム２４を連結させる（図１１の
ａ）。そして牽引車101 を坑口側に走行させることによ
り後方部フレーム２４を搬出する。このとき後方部フレ
ーム２４の後端を少し持ち上げることで、前端のみが接
地した状態にし、摩擦抵抗を小さいものにする（図１１
のｂ）。この牽引のために、後方部フレーム２４の前端
下部にローラなどを設けるようにしてもよい。なお地山
１４が石炭層であれば、掘削面（床面１５）は平滑であ
り、摩擦係数μは0.4 程度であるので、牽引に際しての
大きな障害とはならなず、比較的小形の牽引車101 にて
迅速に搬出できる。この搬出が終了したなら、続いて前
方部フレーム２３に牽引車101 を連結する。このとき下
側のトリミングカッタ６４がフレーム外面と同一位置の
状態、或いは突出した状態のままにしておくと、接地に
よる摩擦抵抗が大きくなり、またカッタ損傷のおそれも
生ずるので、アクチュエータ８８を縮小させて、図６
（ｂ）に示したように、機体内方に収容した状態にす
る。そして牽引車101 の走行により、後方部フレーム２
４と同様にして搬出する（ｃ）。なお場合によっては図
１２に示すように、前方部フレーム２３と後方部フレー
ム２４を連結された状態のまま牽引車101 に連結して、
搬出するようにしてもよい。

【００２９】沿層坑道２，３の掘削が終了すると、その
先端同士を結ぶ先端坑道４を掘削する（前出図１３参
照）。この掘削に際して、沿層坑道２，３に引き続き同
じ掘削機で掘削すべく、その向きを直角に変えてもよい
が、狭いスペースで向きを変えることは困難であり、ま
たこの先端坑道４は沿層坑道２，３に比べると極めて短
いので、本発明の掘進機を搬出した後に、従来の坑道掘
進機（前出図１４参照）を搬入して掘削するものとす
る。この掘削が終了したなら、ドラムカッタを先端坑道
４に搬入設置して、二本の沿層坑道２，３の間の炭層を
掘削し、本格的な採炭を行う。

【００３０】このように、長円形断面を以て掘削するカ
ッタ２１と、カッタ２１により形成された沿層坑道２，
３の周壁を支えるフレーム２２とを備え、かつフレーム
２２を縮径自在に形成したので、坑道全断面の掘削が一
挙に能率よく行え、しかもロックボルト９９の施工を並
行して行えることで、掘進効率が大幅に向上するととも
に、掘進後の搬出を極めて容易に且つ迅速に行うことが
でき、沿層坑道２，３の掘進及び採炭の大幅な工期短縮
に貢献できる。そしてフレーム２２を前後に分割して、
その間に推進ジャッキ５０を設けたので、フレーム拡縮
自在の構成と相俟って、機体自重による坑道底壁との摩
擦力に依存することなく、推進反力を確実にとることが
でき、掘進速度のより一層の向上が達成される。

【００３１】なおフレーム２２の周方向の分割間隔及び
拡縮範囲は、掘進及び後退に支障ない程度であればよ
く、掘削断面の大きさやロックボルト９９の頭部の突出
長さ等に対応させて、適宜選択すべきものである。また
この実施の形態では、フレームを略上下左右の四分割と
したが、全体として拡縮可能に分割形成してあればよ
い。また分割されたフレームが周方向に間隔をあけるよ
うにするとは限らず、掘進状態では略密閉した状態を保
ち、縮径状態では一部が重なり合うように構成してもよ
い。さらに炭鉱の沿層坑道２２を掘進する場合を例示し
たが、本発明はこれに限るものではなく、同様の施工条
件下のトンネル掘削に広く適用できるものである。

【００３２】

【発明の効果】以上要するに本発明によれば、前方部フ
レームと後方部フレームとを交互に拡縮させながら坑道
から反力を取り、伸縮手段にて前方部フレームを推進さ
せると共に後方部フレームを引き寄せることで、掘進効
率が大幅に向上すると共に掘進後は、前方部フレームと
後方部クレームとを縮径させ、カッタを掘削時より短く
した状態にして、掘進機を坑道に対して後退させること
で、掘進機の搬出を極めて容易に且つ迅速に行うことが
でき、採炭工程などの大幅な工期短縮に貢献できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示した側断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図である。

【図３】図２の動作を説明するための正面図である。

【図４】図１のＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【図５】図１の要部を示した平面図である。

【図６】図５の側面図である。

【図７】図１のＣ−Ｃ線矢視断面図である。

【図８】図１のＤ−Ｄ線矢視断面図である。

【図９】図１のＥ−Ｅ線矢視断面図である。

【図１０】図１の掘進機による掘削工程を示した側断面
図である。

【図１１】図１の掘進機を回収撤去する工程を示した側
断面図である。

【図１２】図１１の他の回収撤去の方法を示した側断面
図である。

【図１３】炭鉱における長壁式採炭法を説明するための
斜視図である。

【図１４】従来の掘進機を示した斜視図である。

【符号の説明】

２，３ 沿層坑道（坑道） １３ 天盤（周壁） １４ 地山 ２１ カッタ ２２ フレーム ２３ 前方部フレーム ２４ 後方部フレーム ２５ 本体フレーム ２６ 上部フレーム ２７，２８ 側部フレーム ３８，３９ 拡縮用ジャッキ ５０ 推進ジャッキ（伸縮手段） ６１，６２ メインカッタ ６３，６４ トリミングカッタ ９５ 覆部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭52−31532（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−105098（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−89991（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−315600（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) E21D 9/10 E21D 9/11

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 坑道を形成すべく、地山を所定の断面形
   状に掘削するカッタと、該カッタにより形成された坑道
   の周壁を支えるフレームとを備えた掘進機の掘進方法に
   おいて、フレームを掘進方向前後に分割されたカッタを
   支持する前方部フレームと後方部フレームとで形成し、
   その前方部フレームと後方部フレームとを、周方向に適
   宜分割すると共に拡縮用ジャッキにて坑道に対して拡縮
   自在に形成し、前方部フレームと後方部フレーム間に、
   所定の推進力を与えるための伸縮手段を設け、掘進時
   に、前方部フレームを縮径すると共に後方部フレームを
   拡径して伸縮手段にて前方部フレームを介して上記カッ
   タに押圧力を与えて掘削し、伸縮手段の伸張後、前方部
   フレームを拡径すると共に後方部フレームを縮径して伸
   縮手段を縮退させて後方部フレームを前方部フレームに
   引き寄せて掘進する掘進機の掘進方法であって、 前方部フレームと後方部フレームとは、坑道の床面に接
   すると共に機本体を構成する本体フレームと、坑道の天
   盤を支える上部フレームと、側壁を支える側部フレーム
   とで拡縮自在に形成され、 さらに本体フレームと上部フレームとは、坑道に接する
   面が扁平に形成され、左右の側部フレームは、坑道に接
   する面が円弧状に形成されることを特徴とする掘進機の
   掘進方法。
2. 【請求項２】 坑道を形成すべく、地山を所定の断面形
   状に掘削するカッタと、該カッタにより形成された坑道
   の周壁を支えるフレームとを備えた掘進機の掘進方法に
   おいて、フレームを掘進方向前後に分割されたカッタを
   支持する前方部フレームと後方部フレームとで形成し、
   その前方部フレームと後方部フレームとを、周方向に適
   宜分割すると共に拡縮用ジャッキにて坑道に対して拡縮
   自在に形成し、前方部フレームと後方部フレーム間に、
   所定の推進力を与えるための伸縮手段を設け、掘進時
   に、前方部フレームを縮径すると共に後方部フレームを
   拡径して伸縮手段にて前方部フレームを介して上記カッ
   タに押圧力を与えて掘削し、伸縮手段の伸張後、前方部
   フレームを拡径すると共に後方部フレームを縮径して伸
   縮手段を縮退させて後方部フレームを前方部フレームに
   引き寄せて掘進する掘進機の掘進方法であって、 後方部フレームには、ボルト打設装置が備えられ、ボル
   ト打設装置にて、坑道にロックボルトを打設し、 前方部フレームと後方部フレームとは、坑道の床面に接
   すると共に機本体を構成する本体フレームと、坑道の天
   盤を支える上部フレームと、側壁を支える側部フレーム
   とで拡縮自在に形成され、 さらに本体フレームと上部フレームとは、坑道に接する
   面が扁平に形成され、左右の側部フレームは、坑道に接
   する面が円弧状に形成されることを特徴とする掘進機の
   掘進方法。
3. 【請求項３】 前方部フレームに、カッタにより形成さ
   れた坑道の天盤に沿ってカッタ前方へ移動自在な覆部材
   が備えられた請求項１又は２記載の掘進機の掘進方法。
4. 【請求項４】 覆部材が、前方部フレームの上部フレー
   ムに移動自在に設けられた請求項３記載の掘進機の掘進
   方法。