JPH1144180A - ズリ搬送方法およびズリ破砕装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小径のトンネル等であっても使用することが
でき、しかも無駄なくズリを破砕することのできるズリ
搬送装置およびズリ破砕装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 自走式クラッシャー装置１３を、ズリ積
込み機１１から落下して来るズリを振動グリズリフィー
ダ１４で選別し、小さいものは、そのままふるい落とし
て下方に配置したベルトコンベア１５に乗せ、大きいも
のは、後部に配備されたエプロンフィーダ１６で横型ジ
ョークラッシャー１７に送り込み、小さく破砕する構成
とした。そして、この横型ジョークラッシャー１７を、
水平方向に開閉作動してズリを挟み込む構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル等を構築
するために地山を掘削するに際し切羽で発生するズリ
や、積込位置が刻々と変化する山積みされたズリ等を搬
送するズリ搬送方法およびズリ破砕装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トンネルや地山を掘削するに際
して、切羽面の岩盤を発破、削岩、割岩するなどしたと
きに生じるズリは、ダンプトラック等により搬出してい
る。しかし、ダンプトラックから発生する排気ガス、粉
塵、騒音等は周辺環境や作業環境を悪化させる要因とな
る上、特にトンネル掘削においては、ダンプトラックの
入れ替え時等の際には、その搬送作業を中断しなければ
ならないため搬送作業効率が悪いという問題もある。

【０００３】このため、近年では電動のベルトコンベア
の利用が検討されているが、ベルトコンベアを用いるに
は、ズリをベルトコンベア上に搭載して搬送するため
に、ズリを一定の大きさ以下に破砕しなければならな
い。従来その破砕にはジョークラッシャー等の破砕機を
用いていたが、ジョークラッシャー等の破砕機は単にズ
リをベルトコンベアで搬送できる大きさに破砕するため
だけの目的に用いるには大掛かりであり、コストも高
く、またトンネルを掘削する場合にその坑径が小さけれ
ば坑内への破砕機の搬入自体が不可能であるという問題
があった。これ以外にも、破砕機で破砕したズリをベル
トコンベアに搭載するには、破砕機とベルトコンベアと
の間に搭載用のコンベアを設置する必要があり、施工の
進捗にともなってズリの搭載位置が変わるときには、破
砕機，搭載用のコンベアをそれぞれ別々に移動させなけ
ればならず、その移動作業が非常に手間のかかるものと
なっている。

【０００４】このような問題を解決するため、本発明者
らは、特開平８−１７７３８６号公報、および特開平９
−０５７１３５号公報に示すようなズリ破砕装置を既に
提案した。これらの技術は、いずれも、クローラに備え
た本体上に、グリズリと、基端部を中心として鉛直面内
で揺動する破砕部材（上部押さえバー）とを備えて、こ
れらグリズリと破砕部材（上部押さえバー）とでズリを
上下から挟み込み、加力することによってズリを破砕す
る構成となっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来のズリ破砕装置においても、以下のような
問題が存在する。まず、本発明者らが提案したズリ破砕
装置では、グリズリと破砕部材とが上下方向に開閉して
ズリを挟み込む縦型となっているため、破砕部材の作動
範囲は上下方向に高くなる。したがって、特にトンネル
の掘削に用いる場合には、本発明者らが提案したズリ破
砕装置であっても坑内への破砕機の搬入が依然不可能で
あることがある。また、このようなズリ破砕装置では発
生したズリを全て破砕することとなるので、破砕処理に
時間もかかり、無駄が生じているという問題もある。本
発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、小
径のトンネル等であっても使用することができ、しかも
無駄なくズリを破砕することのできるズリ搬送装置およ
びズリ破砕装置を提供することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る発明は、
ズリを後方へ搬送するため、最前部に配備したズリ積込
み手段でズリをその後方のズリ破砕装置に積み込み、該
ズリ破砕装置においては、選別手段によって前記ズリの
大小の選別を行い、小さいズリは直接後方のコンベアに
送り、また大きいズリは、略水平方向に開閉して前記ズ
リを挟み込む破砕手段によって破砕した後に前記後方の
コンベアに送り、該コンベアでは前記ズリを最後部まで
搬送していくことを特徴としている。

【０００７】請求項２に係る発明は、ズリを前方から後
方に向けて搬送する本体コンベアと、ズリを定められた
大きさ以下に破砕する破砕機構と、自走可能とするため
の走行機構とが備えられた構成とされ、前記破砕機構
が、二枚一対の破砕板からなり、これら破砕板は略水平
方向に開閉して前記ズリを挟み込む構成とされているこ
とを特徴としている。

【０００８】請求項３に係る発明は、請求項２記載のズ
リ破砕装置において、前記破砕機構が前記本体コンベア
の後部に設けられ、該本体コンベアの前部には、ズリの
大小を選別する選別部材が設けられるとともに、該選別
部材によって選別された大きいズリを前記破砕機構に送
り込むフィーダが設けられてなることを特徴としてい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。ここでは、本発明に係るズリ搬送方
法およびズリ破砕装置を、例えばトンネルの掘削ズリの
搬送に用いる場合を例に挙げる。図１は本発明のズリ搬
送方法に用いる搬送装置の前部の構成を示す平面図、図
２は同部分の側面図、図３は図２に後続する部分の側面
図、図４（ａ）は同装置におけるスライドセントル通過
部分の構成を示す側面図、図４（ｂ）は同部分の横断面
図、図５は同装置における坑口側の構成を示す側面図で
ある。

【００１０】このズリ搬送装置は、図１に示すトンネル
１の切羽（最前部）２で発生した最前部のズリを後方へ
搬送するもので、トンネル１の切羽２に対して配備され
たズリ積込み機（ズリ積込み手段）１１と、ズリ積込み
機１１に後続して配備された自走式クラッシャー装置
（ズリ破砕手段，ズリ破砕装置）１３と、自走式クラッ
シャー装置１３に後続して配備された自走式ブリッジコ
ンベア（コンベア）２５と、図２に示す自走式ブリッジ
コンベア２５の位置から、図５に示すように最後部とな
る坑口（最後部）１００まで一体的に延ばされた主ベル
トコンベア（コンベア）３０とから構成されている。な
お、最前部の切羽２の付近には、小型の補助ズリ積込み
機１２も配備されている。

【００１１】図１、図２に示すように、ズリ積込み機１
１は、走行台車１１ｂ上に積込み用のチェーンコンベア
１１ａを有しており、切羽２で発生したズリを後方高所
に運び、自走式クラッシャー装置１３上に落下させる。

【００１２】自走式クラッシャー装置１３は、クローラ
ータイプの走行機構２０と、固定ジャッキ２１とを有
し、任意の位置に自走させて固定することができる。走
行機構２０は、エンジンまたはモータの両方で駆動でき
るようになっている。

【００１３】この自走式クラッシャー装置１３は、前部
に振動グリズリフィーダ（選別手段，選別部材）１４を
備えており、ズリ積込み機１１から落下して来るズリを
ここで受け取る。振動グリズリフィーダ１４に投入され
たズリのうち、小さいものは、そのままふるい落とされ
て、下方に配置したベルトコンベア（本体コンベア）１
５に乗る。大きいものは、振動グリズリフィーダ１４か
ら、後部に配備されたエプロンフィーダ（フィーダ）１
６に乗り移り、横型ジョークラッシャー（破砕手段，破
砕機構）１７に送り込まれ、小さく破砕される。この横
型ジョークラッシャー１７は、縦方向の回転軸（図示な
し）を有して、水平方向に作動してズリを挟み込む二枚
一対のジョー（破砕板）１７ａ，１７ａを備えたもので
ある。そして、破砕されたズリは、前記下方に配したベ
ルトコンベア１５上で、小さいズリと一緒になり、自走
式クラッシャー装置１３の後端部にて自走式ブリッジコ
ンベア２５の前端に乗り移る。

【００１４】通常のジョークラッシャーは縦型のジョー
（破砕板）を持つため機械の高さが高くなり、トンネル
内等の狭い空間には入れられないが、この横型ジョーク
ラッシャー１７は、二枚一対のジョー１７ａ，１７ａを
横置きにして高さを小さくしてある（２ｍ程度）ので、
トンネル内にさえ入れることができる。そして、横置き
にしたため、材料の供給をエプロンフィーダ１６により
強制的に行っている。

【００１５】発生したズリの全てをクラッシング（破
砕）すると、破砕時間もかかり無駄であるが、この自走
式クラッシャー装置１３では、クラッシングの前段階で
振動グリズリフィーダ１４によりズリの大小を選別し、
所定の大きさ以上のズリだけを破砕するようにし、所定
以下のズリは振動グリズリフィーダ１４を通過させて、
そのまま下部のベルトコンベア１５に落とすようにして
いるので、破砕時間も短縮され、効率がよい。

【００１６】なお、振動グリズリフィーダ１５、横型ク
ラッシャー１７、ベルトコンベア１６、エプロンフィー
ダ１６の駆動は常時行うので電動式である。

【００１７】自走式ブリッジコンベア２５は、発破時に
約３０〜５０ｍ後方に退避でき、搬送作業時に元の位置
に戻せるように、図１、図２に示すごとく、前部がクロ
ーラータイプの走行台車２６の旋回台２８上に搭載され
ている。そして、旋回台２８を回すことにより、水平方
向に振れるようになっている。また、高さ調整用ジャッ
キ２９により高さ調節ができるようになっている。

【００１８】この自走式ブリッジコンベア２５は、自走
式クラッシャー装置１３から主ベルトコンベア３０に、
ズリをうまく乗り継がせるためのものであり、後端が、
主ベルトコンベア３０の前端部に設けたウォーキングフ
レーム３５上に乗っている。この後端支持部には、ウォ
ーキングフレーム３５に設けた走行レール３１上を前後
方向に走行し得る車輪付きの支持架台２７が設けられて
いる。走行レール３１は、主ベルトコンベア３０の前端
から所定の範囲に敷設されており、自走式ブリッジコン
ベア２５の後退時に、その後端を確実に支えられるよう
になっている。図３において、符号Ｌで示す範囲が、発
破時に支持架台２７が移動する範囲であり、その範囲よ
りさらに後方位置にはストッパ３４が設けられている。

【００１９】主ベルトコンベア３０は、１本のベルト３
２で最後部の坑外まで連続しており、ズリを一気に坑外
へ搬送できるようになっている。主ベルトコンベア３０
の前部には、該前部の位置を前進させる前進機構として
ウォーキング装置３６が設けられている。ウォーキング
装置３６は、ウォーキングフレーム３５と、ウォーキン
グブーツ３８と、昇降用油圧ジャッキ４０と、前後進用
油圧ジャッキ４１とから構成されている。

【００２０】ウォーキング装置３６は、前側ウォーキン
グ装置３６Ａ及び後側ウォーキング装置３６Ｂに分割さ
れており、前側ウォーキング装置３６Ａと後側ウォーキ
ング装置３６Ｂは、上下動誤差吸収フレーム３５Ｃを介
して連結されている。ウォーキングフレーム３５は、前
側ウォーキング装置３６Ａ及び後側ウォーキング装置３
６Ｂに対応して、前側ウォーキングフレーム３５Ａ及び
後側ウォーキングフレーム３５Ｂに分割されている。上
下動誤差吸収フレーム３５Ｃは、これら前側ウォーキン
グフレーム３５Ａ及び後側ウォーキングフレーム３５Ｂ
の上下動の誤差を吸収するものである。

【００２１】ウォーキングブーツ３８は、ガイドシュー
３７を介してウォーキングフレーム３５Ａ、３５Ｂに前
後方向スライド自在に２個ずつ支持されている。前後の
ウォーキングブーツ３８は連結棒４２で連結されてい
る。前後進用油圧ジャッキ（ウォーキングブーツ駆動機
構）４１は、これらウォーキングブーツ３８を前後方向
に移動させるものであり、昇降用油圧ジャッキ４０は、
各ウォーキングフレーム３５Ａ、３５Ｂの前後に配備さ
れている。

【００２２】ウォーキング装置３６を前進させる場合、
まず、昇降用油圧ジャッキ４０によりウォーキングフレ
ーム３５Ａ、３５Ｂを持ち上げて、ウォーキングブーツ
３８を床面から浮かせる。次にその状態で、前後進用油
圧ジャッキ４１を駆動することにより、浮いた状態のウ
ォーキングブーツ３８を前に移動させる。前側に移動さ
せたら、昇降用油圧ジャッキ４０によりウォーキングフ
レーム３５Ａ、３５Ｂを下げて、ウォーキングブーツ３
８を床面に着地させる。次いで、前後進用油圧ジャッキ
４１を反対向きに駆動することで、反力によってウォー
キングフレーム３５Ａ、３５Ｂを前進させる。その際、
ウォーキングブーツ３８は床面に突っ張っている。１回
のストローク以上に前進させる場合は、上の操作の繰り
返しにより必要量だけ前進させる。

【００２３】坑口まで繋がる主ベルトコンベア３０は、
途中、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、トンネル１内
に配備されたスライドセントル５０を通過する。この通
過部分においては、主ベルトコンベア３０の搬送ベルト
３２Ａが、スライドセントル５０の脚部５０ａの途中に
設けた筒形フレーム５８内に貫通させられて、筒形フレ
ーム５８内に配備されたキャリアローラ５９により支持
されている。

【００２４】また、この区間では、ベルト幅分の水平ス
ペースをセントル５０内に設けるのが難しいので、リタ
ーンベルト３２Ｂを、水平ではなく、垂直に保持するこ
とにより、スペース確保を行っている。この場合、リタ
ーンベルト３２Ｂを水平から垂直へ移行する区間Ｓ１、
及び垂直から水平に移行する区間Ｓ２が必要であるか
ら、その区間では矯正ローラ４７によりベルト３２Ｂの
方向転換を行っている。このようにすることにより、通
常とあまり変わりなくスライドセントル５０の使用が可
能となる。

【００２５】また、坑口１００まで繋がる主ベルトコン
ベア３０は、途中、図５に示すようにインバート掘削部
７０を通過する。その際に主ベルトコンベア３０のキャ
リアローラは、少なくともこの区間では、トンネル１の
側壁から延ばしたブラケット４４により支持させてお
り、これにより、掘削機７１によるインバート掘削部７
０の掘削作業を可能にしている。

【００２６】主ベルトコンベア３０の後端部（坑口１０
０付近）には、余裕ベルト３２Ｃを貯留し且つ図３のウ
ォーキング装置３６の前進に合わせて余裕ベルト３２Ｃ
を繰り出すためのベルトストレージ装置（ベルト延伸緊
張装置）８０が設けられている。ベルト３２は、駆動プ
ーリ９０を先端にして搬送側からリターン側に反転す
る。ベルトストレージ装置８０はリターン側に配設され
ている。

【００２７】ベルトストレージ装置８０は、固定フレー
ム８２と可動フレーム８３間に貯留スペース８１を確保
し、貯留スペース８１に１００〜２００ｍ程度の余裕ベ
ルト３２Ｃを蓄えたものである。余裕ベルト３２Ｃは、
多数のプーリ８４を用いて幾重にも往復させることで貯
留スペース８１に収められており、可動フレーム８３を
緊張用ウインチ８７で動かすことにより、張力を加減し
ながら、リターンベルト３２Ｂとして繰り出される。

【００２８】なお、緊張用ウインチ８７は、主ベルトコ
ンベア３０のウォーキング装置３６に設けた前後進用油
圧ジャッキ４１の張り出しに応じて駆動される。即ち、
ベルト３２の張力が図示しないセンサで検出されてお
り、その検出値に応じて、緊張用ウインチ８７が緩み側
に駆動され、ベルト３２が順次繰り出されて行く。これ
により、主ベルトコンベア３０の延伸が行われる。

【００２９】１００〜２００ｍの余裕ベルト３２Ｃを貯
留しておくと、ベルト３２の繰り出しにより、約２週
間、主ベルトコンベア３０の延伸に対応できる。そこ
で、余裕ベルト３２Ｃが少なくなってきたら、余裕ベル
ト３２Ｃを全部繰り出してしまう前に、新たに予備とし
て置かれているベルトを中間に継ぎ足し、新たにトンネ
ル進行に合わせて繰り出せるようにしておく。

【００３０】次に一連の作用を述べる。発破等により切
羽２で生じたズリを搬送する場合は、図示のように、前
端にズリ積込み機１１を配備し、その後方に自走式クラ
ッシャー装置１３を配備し、さらにその後方に自走式ブ
リッジコンベア２５を配備する。そして、ズリを自走式
クラッシャー装置１３、自走式ブリッジコンベア２５を
経て主ベルトコンベア３０に乗せる。主ベルトコンベア
３０に乗せられたズリは、ベルト３２が坑口１００まで
連続して延びているので、一気に坑口１００まで運ばれ
る。

【００３１】掘進に応じて搬送装置を前進させる場合、
自走式クラッシャー装置１３及び自走式ブリッジコンベ
ア２５については、そのまま自走により前進させる。ま
た、主ベルトコンベア３０については、ウォーキングブ
ーツ３８の操作により前部を前進させ、ベルトストレー
ジ装置８０によってベルト３２を繰り出すことで、全長
を延伸させる。

【００３２】また、発破時には、ズリ積込み機１１、自
走式クラッシャー装置１３、自走式ブリッジコンベア２
５を所定の位置まで後退させる。これにより、切羽２か
ら離れた位置にある主ベルトコンベア３０はもちろん、
ズリ積込み機１１、自走式クラッシャー装置１３、自走
式ブリッジコンベア２５も、発破による飛石の影響を受
けないようにすることができる。このとき、自走式クラ
ッシャー装置１３においては、ベルトコンベア１５が一
体に備えられているので、その移動作業を容易に行うこ
とができるようになっている。

【００３３】なお、上記実施の形態では、本発明に係る
ズリ搬送方法およびズリ破砕装置を、例えばトンネルの
掘削ズリの搬送に用いる構成としたが、これ以外に、ズ
リの積込位置が刻々と変化する場合等、他の場合にも本
発明を適用することにより、上記と同様の効果を得るこ
とが可能である。その場合、ズリ搬送装置を、上記実施
の形態では徐々に前進させて延長していく構成とした
が、これとは逆に、徐々に後退させて縮めていく構成と
しても良い。これ以外にも、本発明に係る主旨を逸脱し
ない範囲内であれば、他のいかなる構成を採用しても良
い。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に係るズ
リ搬送方法によれば、ズリ積込み機に後続させたズリ破
砕装置がズリの大きさを揃えるので、ズリを全て後続の
ベルトコンベアに乗せることができる。その際、ズリの
大小を選別し、大きいものだけ破砕し、小さいものはそ
のまま後方に送るので、破砕作業の効率が高まる。

【００３５】請求項２に係るズリ破砕装置によれば、二
枚一対の破砕板を水平方向に開閉してズリを挟み込んで
破砕する構成としたので、装置の高さを小さくすること
ができ、小径のトンネル等であっても坑内にも入れるこ
とができる。

【００３６】請求項３に係るズリ破砕装置によれば、ク
ラッシングの前段階で選別部材によりズリの大小を選別
し、所定の大きさ以上のズリだけを破砕するようにし、
所定以下のズリはそのまま下部の本体コンベアに落とす
ようにしているので、破砕時間も短縮され、効率がよ
い。しかも、選別部材で選別された大きいズリはフィー
ダによって破砕機構に確実に送り込むことができる。さ
らに、このズリ破砕装置には、本体コンベアが一体に備
えられているので、その移動作業を容易に行うことがで
きるようになっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係るズリ搬送方法に用いるズリ搬送
装置の前部の構成を示す平面図である。

【図２】 同装置の前部の構成を示す側面図である。

【図３】 図２に後続する部分の側面図である。

【図４】 （ａ）は同装置におけるスライドセントル通
過部分の構成を示す側面図、（ｂ）は同部分の横断面図
である。

【図５】 同装置における坑口側の構成を示す側面図で
ある。

【符号の説明】

２ 切羽（最前部） １１ ズリ積込み機（ズリ積込み手段） １３ 自走式クラッシャー装置（ズリ破砕手段，ズリ破
砕装置） １４ 振動グリズリフィーダ（選別手段，選別部材） １５ ベルトコンベア（本体コンベア） １６ エプロンフィーダ（フィーダ） １７ 横型ジョークラッシャー（破砕手段，破砕機構） １７ａ ジョー（破砕板） ２０ 走行機構 ２５ 自走式ブリッジコンベア（コンベア） ３０ 主ベルトコンベア（コンベア） １００ 坑口（最後部）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山田 澄雄 福岡県大牟田市旭町２丁目28番地 株式会 社三井三池製作所三池事業所内 (72)発明者 辻 和時 東京都中央区日本橋室町２丁目１番１号 株式会社三井三池製作所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ズリを後方へ搬送するため、最前部に配
   備したズリ積込み手段でズリをその後方のズリ破砕装置
   に積み込み、 該ズリ破砕装置においては、選別手段によって前記ズリ
   の大小の選別を行い、小さいズリは直接後方のコンベア
   に送り、また大きいズリは、略水平方向に開閉して前記
   ズリを挟み込む破砕手段によって破砕した後に前記後方
   のコンベアに送り、 該コンベアでは前記ズリを最後部まで搬送していくこと
   を特徴とするズリ搬送方法。
2. 【請求項２】 ズリを前方から後方に向けて搬送する本
   体コンベアと、ズリを定められた大きさ以下に破砕する
   破砕機構と、自走可能とするための走行機構とが備えら
   れた構成とされ、 前記破砕機構が、二枚一対の破砕板からなり、これら破
   砕板は略水平方向に開閉して前記ズリを挟み込む構成と
   されていることを特徴とするズリ破砕装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載のズリ破砕装置において、
   前記破砕機構が前記本体コンベアの後部に設けられ、該
   本体コンベアの前部には、ズリの大小を選別する選別部
   材が設けられるとともに、該選別部材によって選別され
   た大きいズリを前記破砕機構に送り込むフィーダが設け
   られてなることを特徴とするズリ破砕装置。