JP6807065B2

JP6807065B2 - 伸縮式ベルトコンベヤ

Info

Publication number: JP6807065B2
Application number: JP2016222406A
Authority: JP
Inventors: 昭郎上田; 建治池松; 秀夫木山; 菜摘山本; 大輔佐伯
Original assignee: Kajima Corp
Current assignee: Kajima Corp
Priority date: 2016-11-15
Filing date: 2016-11-15
Publication date: 2021-01-06
Anticipated expiration: 2036-11-15
Also published as: JP2018080009A

Description

この発明は、トンネル工事において切羽側で生じたズリを坑口側へ搬送する際、搬送経路に挿入する小規模の伸縮式ベルトコンベヤに関するものである。

近年、長大トンネルの工事が増加しており、その工事において、掘削の最先端である切羽側で生じたズリと呼ばれる掘削土の搬出には、従来、大型のダンプトラックが使用されてきた。ところが、この場合、ダンプトラックの排気ガスによる坑内環境の悪化や作業者とダンプトラックとの接触事故の懸念等、安全衛生上の問題がある。

その対策として、掘削の進捗に伴い搬送距離を延長できる延伸ベルトコンベヤを使用してズリを坑口側へ搬送する工法が一般化しつつあるが、ズリの長距離の搬送に使用される延伸ベルトコンベヤは、延長に際し、コンベヤベルトの継ぎ足しや支持部材の組み立て等を行わなければならず、その作業に相当の手間がかかる。

このため、図８に示すように、切羽での発破により生じた土石を細かく破砕する移動式のクラッシャ５１と延伸ベルトコンベヤ５０の始端部との間に小規模の伸縮式ベルトコンベヤＣ_２を配置して、作業の合理化を図る工法が提案されている。

この伸縮式ベルトコンベヤＣ_２は、ベルトコンベヤ親機６１の上をベルトコンベヤ子機６２が走行して伸縮するものであり、掘削の進捗に伴い、図８（ａ）に示す短縮状態から図８（ｂ）に示す伸長状態として、その始端を切羽側に接近させ、延伸ベルトコンベヤの延長作業の頻度を抑制しようとするものである。このような伸縮式ベルトコンベヤは、例えば、特許文献１に記載されている。

特開２０１０−２４２３８２号公報

しかしながら、図８に示すような伸縮式ベルトコンベヤは、ベルトコンベヤ親機６１とベルトコンベヤ子機６２の重畳移動機構や乗降機構等、複雑な機構を要するほか、多段化が困難で伸縮比をあまり大きくできず、延伸ベルトコンベヤの延長作業の頻度を抑制する効果が十分に得られないという問題がある。

そこで、この発明は、簡単な構造で大きく伸縮させることができ、掘削作業の効率向上を図ることができる伸縮式ベルトコンベヤを提供することを課題とする。

上記のような課題を解決するため、この発明に係る伸縮式ベルトコンベヤは、複数のフレーム体が順次嵌め入れられ、フレーム体の地表面（敷板の上面等を含む）上での移動に伴う繰出又は挿入動作により伸縮する伸縮フレームと、伸縮フレームの両端部に渡された無端状のコンベヤベルトとを備え、
前記伸縮フレームの一端のフレーム体には、伸縮フレームの伸長又は短縮に連動した複数対のローラの接離に伴い、コンベヤベルトの搬送距離を延長し又は短縮するストレージ部が設けられ、
前記一端のフレーム体から他端側へ続くフレーム体では、その両側に長さ方向に延びるようにレールが設けられ、レールの長さ方向に配置された複数のキャリアベッド及びリターンベッドは、その端部に設けられたスライダを介しレールに支持されて、レールの長さ方向に移動自在とされ、キャリアベッド及びリターンベッドでコンベヤベルトが支持されて、隣り合う移動自在のキャリアベッド同士及びリターンベッド同士が可撓性連結材により連結され、
前記伸縮フレームの伸長に伴い、移動自在のキャリアベッド及びリターンベッドが可撓性連結材により順次牽引されて、隣り合うキャリアベッド同士及びリターンベッド同士の間隔が開き、前記伸縮フレームの短縮に伴い、可撓性連結材が弛んで移動自在の隣り合うキャリアベッド同士及びリターンベッド同士が順次接近し、伸縮フレームの他端側に密集するものとしたのである。

この発明に係る伸縮式ベルトコンベヤでは、コンベヤベルトを支持する伸縮フレームをフレーム体の地表面上での移動に伴う繰出又は挿入動作により伸縮させるので、容易に設置することができ、フレーム体の重畳移動機構や乗降機構を要することもなく、簡単な構造で大きく伸縮させることができる。

従って、トンネル工事における作業負荷が軽減され、切羽側から坑口へズリを搬送する延伸ベルトコンベヤの延長頻度を抑制して、掘削作業の効率を向上させることができ、工期の短縮を図ることができる。

また、伸縮フレームを多段化することにより、伸縮比を簡単に拡大して、さらに掘削作業の効率を向上させることができる。

この発明の実施形態に係る伸縮式ベルトコンベヤの（ａ）伸長状態を示す平面図及び側面図、（ｂ）短縮状態を示す平面図及び側面図同上の伸長時の状態を分割して示す拡大側面図同上の短縮時の状態を示す拡大側面図同上の（ａ）図２のＡ−Ａ断面図、（ｂ）図２のＢ−Ｂ断面図、（ｃ）図２のＣ−Ｃ断面図、（ｄ）フレーム体の嵌入状態を示す側面図同上のレールによるキャリアベッドの支持部を示す図４（ｂ）のＤ部拡大図同上のキャリアベッド同士の連結による移動態様において（ａ）間隔が開いた状態、（ｂ）間隔が詰められた状態をそれぞれ示す概略側面図同上の伸縮式ベルトコンベヤを使用した工法における（ａ）伸縮式ベルトコンベヤの短縮状態を示す概略側面図、（ｂ）発破時の概略側面図、（ｃ）伸縮式ベルトコンベヤを伸長したズリ搬送時の状態を示す概略側面図特許文献１に記載の伸縮式ベルトコンベヤを使用した工法における（ａ）伸縮式ベルトコンベヤの短縮状態を示す概略側面図、（ｂ）伸縮式ベルトコンベヤの伸長状態を示す概略斜視図

以下、この発明の実施形態を図１乃至図７に基づいて説明する。

この伸縮式ベルトコンベヤＣ_１においては、図１乃至図４に示すように、幅及び高さが順次大きくなるフレーム体１１，１２，１３が嵌め入れられて、繰出又は挿入動作に伴い伸縮する伸縮フレーム１が構成され、フレーム体１１の前端部からフレーム体１３の後端部へかけて無端状のコンベヤベルト２の送り側が進行するようになっている。

フレーム体１１，１２，１３は、それぞれＨ形鋼等の鋼材から成り、幅方向両側の上部及び下部で長さ方向に延びる桁材と、上部及び下部の桁材に接合されて垂直方向に延びる複数本の柱材と、上部の桁材の間に渡された複数本の梁材と、隣り合う柱材の間及び梁材の間にそれぞれ斜めに渡された筋交とから構成されている。

フレーム体１１，１２，１３の両側下端には、坑内の地表面上を転動して伸縮式ベルトコンベヤＣ_１の長さ方向への走行を可能にする車輪１４がそれぞれ設けられている。

フレーム体１１の前端部には、上部にズリを投入するホッパ２０が設けられ、下部に伸縮フレーム１の伸長に用いる牽引フック１０が設けられている。フレーム体１１，１２の後端部には、伸縮フレーム１の伸長時及び短縮時にそれぞれその後方のフレーム体１２，１３に対する繰出又は挿入動作を所定範囲に規制して、その移動方向を安定させるためのガイドローラ（図示省略）が設けられている。

フレーム体１１の前端部及びフレーム体１３の後端部には、それぞれはテールプーリ２１及びヘッドプーリ２２が設けられ、コンベヤベルト２は、テールプーリ２１とヘッドプーリ２２に掛け回されて、ヘッドプーリ２２を回転させる駆動用モーター２３の駆動により無端状に回転走行する。

また、フレーム体１１の下部には、ストレージ部２４が設けられている。ストレージ部２４は、多段に配置された複数対のローラ２４ａ，２４ｂにコンベヤベルト２が掛け回され、伸縮フレーム１の伸長又は短縮に連動した対向するローラ２４ａ，２４ｂの接近又は離間に伴い、コンベヤベルト２の搬送距離を延長し又は短縮するものとされている。

フレーム体１１においては、ストレージ部２４の上方の支持部材に長さ方向に間隔をあけて固定されたキャリアベッド２５でコンベヤベルト２の送り側が支持され、ストレージ部２４の下方をコンベヤベルト２の戻り側が通過している。

後続のフレーム体１２，１３においては、長さ方向に延びるレール２６が両側の上部及び下部に設けられ、レール２６に沿って移動自在に配置された複数のキャリアベッド２７及びリターンベッド２８でコンベヤベルト２が支持されている。そして、隣り合う移動自在のキャリアベッド２７同士及びリターンベッド２８同士がチェーンを用いた可撓性連結材２９により連結されている。

フレーム体１２，１３のキャリアベッド２７及びリターンベッド２８は、例えば、フレーム体１２のキャリアベッド２７について図５に示すように、その端部に設けられたスライダ３０によってレール２６に懸垂支持されている。スライダ３０は、回動自在の移動ローラ３０ａを有し、移動ローラ３０ａがレール２６の下側のフランジに載った状態で転動することにより、レール２６に沿って移動する。

また、可撓性連結材２９は、例えば、キャリアベッド２７について図６に示すように、スライダ３０に係止されており、図６（ａ）に示すように、隣り合うキャリアベッド２７の一方が他方から離れる方向へ移動すると、可撓性連結材２９が他方のキャリアベッド２７を牽引し、図６（ｂ）に示すように、隣り合うキャリアベッド２７の一方が押されて他方に接近すると、可撓性連結材２９は弛んで垂れ下がる。

そして、図２に示すように、フレーム体１２，１３の最前部の可撓性連結材２９がフレーム体１１，１２の後端部に、最後部の可撓性連結材２９がフレーム体１２，１３の後端部にそれぞれ係止されている。これにより、フレーム体１３からフレーム体１１，１２を繰り出して伸縮フレーム１を伸長させると、キャリアベッド２７及びリターンベッド２８が可撓性連結材２９により順次牽引されて、隣り合うキャリアベッド２７同士及びリターンベッド２８同士の間隔が開き、その状態でコンベヤベルト２が支持される。

一方、図３に示すように、フレーム体１１，１２をフレーム体１３に挿入して、伸縮フレーム１を短縮すると、可撓性連結材２９が弛んで、移動自在の隣り合うキャリアベッド２７同士及びリターンベッド２８同士が順次接近し、伸縮フレーム１の後端部側に密集して、その状態でコンベヤベルト２が支持される。

上記伸縮式ベルトコンベヤＣ_１は、トンネルの施工に際し、図７に示すように、従来の伸縮式ベルトコンベヤと同様、坑口へ至る延伸ベルトコンベヤ５０の始端部と切羽側の移動式のクラッシャ５１の間に配置する。このとき、フレーム体１３の後端部を延伸ベルトコンベヤ５０の始端部に接近させ、フレーム体１１をクラッシャ５１側に向ける。

そして、発破に先立って、図７（ａ）に示すように、伸縮フレーム１を短縮して、フレーム体１１の前端部を切羽から離れるように退避させ、ドリルジャンボ５２等により切羽面に穿孔する。伸縮フレーム１の短縮は、フレーム体１１の前端部をクラッシャ５１等の移動機械で坑口側である後方へ押すことにより行う。

このとき、フレーム体１１が押されてフレーム体１２の所定位置まで挿入されると、フレーム体１１とフレーム体１２とが係合し、フレーム体１１がさらに押されると、フレーム体１１とフレーム体１２とは、一体的にフレーム体１３に挿入されて、伸縮フレーム１が短縮状態となる。

このような状態で、図７（ｂ）に示すように、発破を実施すると、伸縮式ベルトコンベヤＣ_１やクラッシャ５１等に発破に伴う飛石等が当たることがなく、安全に切羽面の堅い岩盤を崩壊させることができる。

その後、切羽側のズリを搬出する際には、伸縮フレーム１を搬出の進捗に伴い徐々に伸長させる。伸縮フレーム１の伸長は、図７（ｃ）に示すように、フレーム体１１の前端部の牽引フック１０に掛けたワイヤーロープを、伸縮式ベルトコンベヤＣ_１より切羽側に配置されたクラッシャ５１等の移動機械で引っ張ることにより行う。

このように伸縮式ベルトコンベヤＣ_１を伸長させ、油圧ショベル５３等を使用して、発破により生じた土石をクラッシャ５１に投入し、クラッシャ５１で破砕したズリを伸縮式ベルトコンベヤＣ_１のホッパ２０に投入し、伸縮式ベルトコンベヤＣ_１により搬送して、延伸ベルトコンベヤ５０に移載し、延伸ベルトコンベヤ５０により坑口側へ搬送する。

ズリの搬出が進捗し、フレーム体１１がフレーム体１２から最大限繰り出されると、フレーム体１１の後端部に設けられた突起がフレーム体１２の前端部に係合し、フレーム体１１をさらに牽引すると、フレーム体１２がフレーム体１３から繰り出される。このような繰出動作により、伸縮フレーム１を最長寸法に達するまで伸長し、切羽側からズリを搬出することができる。

そして、さらに掘削を進めるには、伸縮式ベルトコンベヤＣ_１を再度短縮して、延伸ベルトコンベヤ５０をコンベヤベルトの継ぎ足しや支持部材の組み立てにより延長し、上述の作業を繰り返す。

上記のような伸縮式ベルトコンベヤでは、コンベヤベルト２を支持する伸縮フレーム１を、地表面上でフレーム体１１，１２がフレーム体１３に対して移動する繰出又は挿入動作により伸縮させるので、坑内にレール等を固設する必要がなく、容易に設置することができ、フレーム体１１，１２，１３の重畳移動機構や乗降機構を必要とすることもなく、簡単な構造で大きく伸縮させることができる。

また、上記実施形態では、伸縮フレーム１をフレーム体１１，１２，１３から成る３段構造としたが、必要に応じて４段以上に多段化することにより、伸縮比を簡単に拡大することができ、さらに掘削作業の効率を向上させることができる。

Ｃ_１伸縮式ベルトコンベヤ
１伸縮フレーム
２コンベヤベルト
１０牽引フック
１１，１２，１３フレーム体
１４車輪
２０ホッパ
２１テールプーリ
２２ヘッドプーリ
２３駆動用モーター
２４ストレージ部
２４ａ，２４ｂローラ
２５キャリアベッド
２６レール
２７キャリアベッド
２８リターンベッド
２９可撓性連結材
３０スライダ
３０ａ移動ローラ
５０延伸ベルトコンベヤ
５１クラッシャ
５２ドリルジャンボ
５３油圧ショベル

Claims

複数のフレーム体(11,12,13…)が順次嵌め入れられ、フレーム体(11,12)の地表面上での移動に伴う繰出又は挿入動作により伸縮する伸縮フレーム(1)と、伸縮フレーム(1)の両端部に渡された無端状のコンベヤベルト(2)とを備え、
前記伸縮フレーム(1)の一端のフレーム体(11)には、伸縮フレーム(1)の伸長又は短縮に連動した複数対のローラ(24a,24b)の接離に伴い、コンベヤベルト(2)の搬送距離を延長し又は短縮するストレージ部(24)が設けられ、
前記一端のフレーム体(11)から他端側へ続くフレーム体(12,13…)では、その両側に長さ方向に延びるようにレール(26)が設けられ、レール(26)の長さ方向に配置された複数のキャリアベッド(27)及びリターンベッド(28)は、その端部に設けられたスライダ(30)を介しレール(26)に支持されて、レール(26)の長さ方向に移動自在とされ、キャリアベッド(27)及びリターンベッド(28)でコンベヤベルト(2)が支持されて、隣り合う移動自在のキャリアベッド(27)同士及びリターンベッド(28)同士が可撓性連結材(29)により連結され、
前記伸縮フレーム(1)の伸長に伴い、移動自在のキャリアベッド(27)及びリターンベッド(28)が可撓性連結材(29)により順次牽引されて、隣り合うキャリアベッド(27)同士及びリターンベッド(28)同士の間隔が開き、前記伸縮フレーム(1)の短縮に伴い、可撓性連結材(29)が弛んで移動自在の隣り合うキャリアベッド(27)同士及びリターンベッド(28)同士が順次接近し、伸縮フレーム(1)の他端側に密集する伸縮式ベルトコンベヤ。