SU1008457A1

SU1008457A1 - Tunneling shield

Info

Publication number: SU1008457A1
Application number: SU813301060A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Васильевич Крамарчук
Original assignee: Институт Геотехнической Механики Ан Усср
Priority date: 1981-06-12
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1983-03-30

Abstract

.ПРОХОДЧЕСКИЙ ЩИТ, включающий ножевую и хвостовую секции, св занные при помоши гидродомкратов, причэ«1 хвостова секци имеет распорное устройство, отличающийс J Ч Х%5:$ % :й% 5 е%$55 ч тем, .что, .с целью повьшени надежности работы щита при изменении нгшравлени проходки, ножева секци снабжена двум ишангоутами и направл ющими гидродомкратами., расположенными параллельно продольной оси щита, каждый из которых снабжен гидроэамком и шарнирно св зан с ножевой секцией , при .этом передний шпангоут выполнен с отверсти ми,в каждом та которых .установлена т га с возможностью продольного.перемещени , жестко св занна с .одной стороны со штоком соответствующего направл ющего гидродомкрата , а с другой стороны - шарнирно с . задним шпангоутом, шарнирно св занным.с .гидродомкратами привода щита... . СХ) 4 СЛ1 г.1POSTAL SHIELD, including the knife and tail sections, connected with the help of hydraulic jacks, barring the "1 tail section has a spacer that differs from JHX% 5: $%:% 5%% $ 55H in order. increasing the reliability of the shield operation when changing the penetration penetration, the knife section is equipped with two bolts and guide jacks parallel to the longitudinal axis of the shield, each of which is hydraulically fixed and hinged to the knife section, with the front frame made with holes, each one .ustanovlena rod with the possibility prodolnogo.peremescheni rigidly associated with .odnoy sides with respective guide rod hydraulic jack and, on the other hand - is articulated with. rear frame, pivotally connected. with hydraulic drive shields .... CX) 4 SL1 g.1

Description

Изобретение относитс к оборудов нию, примен емому в горной промышленности дл проходки выработок по ранее погашенным штрекам, а также дл проходки выработок по слабым и неустойчивым передам .и дл строительства туннелей различного назначени . .Известен .проходческий щит, включа щий корпус, опорное ус1тройство, соединенное с .корпусом гидроцилиндрами передвижени , у которого опорное уст ройство выполнено в виде платфО. которые состо т из отдельных элементов , соединенных между собой посредством стержней, конических и сферических шайб и имеет направл гадие дорожки 1. Недостаток такого щита --низка надежность его направленного передвижени , что влечет за собой снижение надежности работы щита. , .Наиболее близким по тез нической сущности и достигаемому результату вл етс проходческий щит, включающи ножевую и jtBocтовую. секции, св занные при помощи гидродомкратов, причем хвостова Секци имеет распорное уст ройство 2 . Недостатком такого.щита вл етс невозможность его поворота, что снижает Надежность работы щита. Цель изобретени - повышение надежности работы щита при изменении направлени проходки, Поставленна цель достигаетс тем, что в проходческом щите, включающем- ножевую и хвостовую секции, св занные при помощи гидродомкратов причем хвостова секци имеет распор ное устройство, ножева секци снабжена двум шпангоутами и направл ющими гидродомкратами, расположенными паралле.льно продольной оси щита, каждый из которых снабжен гидрозамком и шарнирно св зан с ножевой секцией , при этом передний шпангоут выполнен с отверсти ми, в каждом из ко торых установлена т га с возможность продольного.перемещени , жестко св занна с одной стороны со штоком соответствующего направл ющего гидродомкрата , а с другой стороны - шар нирно с задним шпангоутом, шарнирно св занным с гидродомкратами привода щита. На фиг.1 изображен проходческий щит в исходном положении, продольный вертикальный разрез;на ,фиг,2 - положение щита после раскоски выработки; на фиг.З - то ,же, после поворота про межуточного шпангоута; на фиг.4 - то же, после поворота ножевой секции На фиг.5 - то же, цосле выдвижени лыж ножевой секции на полную длину и подт жки хвостовой секции; на фиг, б - то же, после установки промежуточного шпангоута в исходное положение . Щит состоит из ножевой 1 и хвостовой 2 секций, св занных гидроцилиндрами 3 привода щита, и распорного устройства 4 с гидроцилиндрами 5 распора . Ножева секци 1 выполнена в виде жесткой рамы, состо щей из шпангоутов 6 и 7, св занных продольными балками 8,а хвостова секци выполнена в виде жесткой рамы 9, в наружном пазе которой установлено, распорное устройство 4 с гидроцилиндрами 5 распора . Ножева 1 и хвостова 2 секции снабжены элементами 10 и 11 оболочки с .гидроцилй-ндрами 12 и 13 их перемещени , ..Поворотное, устройство выполнено в виде установленных параллельно продольной т г 14 и направл ющих гидродомкратов 15 с гидрозамками . 16. Продольные т ги 14 установлены t подвижно в продольном направлении щита в направл ющих 17 заднего шпангоута 7 ножевой секции 1 и жестко св заны одной стороной со штоками направл юЩих гидродомкратов 15, которые своими цилиндрами закреплены шарнирами 18 на переднем шпангоуте 6 ножевой сек- . ции 1, Другой стороной продольные т ги 14 . св заны шаровыми шарнирами 19 с задним шпангоутом 20, установленные в телескопической части щита, шпангоут 20 также шаровыми шарнирами 21 св зан с гидроцилиндрами 3 при )вода щита, которые другой стороной Гарнирами 22 св заны с хвостовой секцией 2. Направл ющие гидродомкраты 15-св заны в четыре группы: две боковых, а также верхнюю и нижнюю, которые имеют независимое управление.. Дл безопасной установки креплени выработки хвостова секци снабжена козырьком 23, Щит работает следующим образом. В начале проводимой выработки оборудуетс монтажна камера и монтируетс щит. В исходном положении Направл ющие гидродомкраты 15 сомкнуты , гидрозамки 16 замкнуты, шарниры 19 упираютс в шпангоуты 7, а шпангоут 20 занимает вертикальное положение, С помощью искусственного упора дл хвостовой секции щитом проходитс выработка прот женностью, равной его длине. Далее при проходке используетс распорное устройство хвостовой секции щита. Дл этого с применением гидроцилиндров 5 распорным устройством 4 создаетс распор хвостовой секцией 2 в проводимой выработке , элементы 11 оболочки, упира сь в стенки вырабоки, удерживают щит от смещени в осевом направлении. По Мере разборки забо элементы 10 оболочки ножевой секции гидроцилиндрами 12 подаютс на забой, предохран призабойное пространство от обрушени породы. Когда элементы 10 оболочки вьвдвинутс на полный ход гидроцилиндров 1 гидроцилиндрами 3 щита передвигаетс на забой рама ножевой секции 1, Далее .снимаетс распор хвостовой секции путем сокращени гидроцилиндров 5, а.гйдроцидиндрами 13 элементы 11 оболочки подаютс на забой. Сокращением .гидроцилиндров 3 .рама 9 хвостовой секции 2 по элементам 11 оболочки подт гиваетс к-ножевой секции 1. Далее цикл повтор етс . В св зи .с тем, что хвостова секци 2 податлива в радиальном направлении и имеет меньшую длину, чем ножева , дл ее перемещени требуетс и меньшее усилие , поэтому дл упрощени конструкции ножева секци 1 может быть без распора. При перемещении Щита по пр молинейному участку выработки дл уменьшени нагрузок на гидродомкраты т ги 14 могут стопоритьс фиксаторами в маправл гадих 17 шпангоута 7. Изменение направлени движени щи та осуществл етс следующим образом Предварительно расшир етс выработка на длину щита (делаетс .раскос ка выработки). Диаметр расширенной выработки должен быть меньше диаметра распорной секции 2 при полной ее раздвижности. После раскоски выработки и устано ки в нее щита (фиг.2) снимаетс рас дор хвостовой секции 2 гидроцилинд . рами 5 и элементы 11 хвостовой секци ,2 Гидроцилиндрами 3 перемещаютс Ф сторону забо . Далее осуществл ет с распор хвостовой секции 2 в выра ботке распорным устройством 4 посредством гидроцилиндров 5. В исходном положении гидродомкраты 15 сомк нуты, гидрозамки 16 замкнуты, шарни ры 19 упираютс в шпангоут 7, шпангоут 20 занимает вертикальное полож ние, штоки гидроцилиндров 3 выдвинуты на длину, не менее хода гидродомкратов 15 (дл рассматриваемого случа ). При незначительном разворо те подбираетс соответствующее выдвижение штоков гидродомкратов 15. При повороте щита в левую ctopoHy лева группа гидродомкратов 15 оста етс на гидростопоре, остальные ггри группы гидродомкратов 15 снимаютс с гидростопора. Пульт управлени верхней и нижне групп гидродомкратов 15 и пульт управлени гидроцилиндров 3 став тс в нейтральное положение. Включаетс права группа гидродомкратов 15 на выдвижение, которые перемещают св занные с ними т ги 14 в направл ющих 17. и поворачиваютшпангоут 20 относительно шарниров 19, св занных с т гами 14, соединенных с левой группой гидродомкратов 15, наход щихс на гидростопоре. При этом штоки верхней и нижней групп гидродомкратов 15 выт гиваютс , а штоки гидроцилиндров 3 вт гиваютс под воздействием поворачивающегос шпангоута 20 (фиг.З) . После полного поворота шпангоута 20 гидродомкраты 15 став тс на гидростопор гидрозамками 16, Производитс разборка забо впереди ащта с опережением правой стороны. Поочередно включаютс гидроцилиндры 12 и 13, передвигающие также поочередно элементы 10 и раму ножевой секции 1. При выдвижении штоков гидроцилиндров -3 на полный их ход ножева секци поворачиваетс в левую сторону, так, как показано на фиг.1. . При дальнейшей разборке забо элементы 11 оболочки подаютс на забой на полный ход гидроцилиндров 13. Снимаетс распор хвостовой секции 2, сокращением гидроцилиндров 5. Сокращением гидроцилиндров 3 хвостова секци 2 подт гиваетс к ножевой секции (фиг.5). При нейтральном положении пульта управлени гидроцилиндрами 3 снимаетс гидростопор гидродомкратов 15, гидрозамками 16 и вт гиванием штоков гидродомкратов 15 шпангоут 2,0 ставитс в вертикальное положение, а штоки гидроцилиндров 3 выдвигаютс соответственно повороту шпангоута 20. Гидродомкраты 15 гидрозамками 16 став тс на гидростопор (фиг.6). Включением гидроцилиндров 3 на coKpatijeHHe хвостова секци 2 подт гиваетс на за- . бой по выдвинутым в сторону забо элементам 11 оболочки. При этом хвостова секци разворачиваетс до смещени ее продольной оси с продольной осью ножевой секции. Повторением описанных операций осуществл етс изменение направлени проходки. Поворот щита вверх или вниз осуществл етс аналогичным образом . Таким образом, возможности осуществлени поворота щита в процессе проходки обеспечивает надежную работу щита и исключает его перемещение с упором в крепь выработки, что повышает безопасность работы.The invention relates to equipment used in the mining industry for excavating workings through previously suppressed drifts, as well as for driving workings through weak and unstable gears and for building tunnels for various purposes. . A well-known shield, including a housing, a support device, connected to the housing by hydraulic cylinders, in which the support device is made in the form of a platform. which consist of separate elements interconnected by means of rods, conical and spherical washers and has the direction of track 1. The disadvantage of such a shield is the low reliability of its directional movement, which entails a decrease in the reliability of the shield. The closest in essence and result achieved is a tunneling shield, including knife and jtBtt. sections connected with hydraulic jacks, the tail section having an expansion device 2. The disadvantage of this. The shield is the impossibility of its rotation, which reduces the reliability of the shield. The purpose of the invention is to increase the reliability of the shield when changing the direction of penetration. The goal is achieved by the fact that in the shield, including the knife and tail sections, connected with hydraulic jacks and the tail section has an expansion device, the knife section is equipped with two frames and guides hydraulic jacks located parallel to the longitudinal axis of the shield, each of which is fitted with a hydraulic lock and pivotally connected to the knife section, the front frame being made with openings, each of which a ha is installed with the possibility of longitudinal displacement, rigidly connected on one side with the stem of the corresponding guide ram, and on the other hand - hinged with the rear frame pivotally connected with the shield drive jacks. 1 shows a tunneling shield in the initial position, a longitudinal vertical section; FIG. 2 shows the position of the shield after the excavation of the excavation; on fig.Z - the same, after turning about an intermediate frame; Fig. 4 shows the same, after turning the knife section. Fig. 5 shows the same, after advancing the skis of the knife section to the full length and lifting the tail section; fig, b - the same, after setting the intermediate frame to its original position. The shield consists of knife 1 and tail 2 sections connected by hydraulic cylinders 3 for driving the shield and spacer 4 with hydraulic cylinders 5 thrust. The knife section 1 is made in the form of a rigid frame consisting of frames 6 and 7, connected by longitudinal beams 8, and the tail section is made in the form of a rigid frame 9, in the outer groove of which it is installed, the spacer 4 with the hydraulic cylinders 5 thrust. Nozheva 1 and tail sections 2 are provided with elements 10 and 11 of a shell with hydraulic movements 12 and 13 of their movement. A rotary device is made in the form of hydraulic jacks 15 installed parallel to the longitudinal rim 15 with hydraulic locks. 16. Longitudinal bars 14 are mounted t movably in the longitudinal direction of the shield in the guides 17 of the rear frame 7 of the knife section 1 and are rigidly connected to one side with the rods of the guides of hydraulic jacks 15, which are fixed by hinges 18 on the front frame 6 of the knife section with their cylinders. 1, The other side of the longitudinal ti 14. The frame 20 is connected to the rear frame 20, mounted in the telescopic part of the shield, the frame 20 is also connected to the hydraulic cylinders 3 by the ball joints 21 and the shield side water is connected to the tail section 2 by the side joints 2. Guides of hydraulic jacks 15-sv They are divided into four groups: two lateral ones, as well as the upper and lower ones, which have independent control. For a safe installation of a tailing outlet, the tail section is equipped with a visor 23. The shield works as follows. At the beginning of the development, a mounting chamber is equipped and a shield is mounted. In the initial position, the guide rails 15 are closed, the hydraulic locks 16 are closed, the hinges 19 abut against the frames 7, and the frame 20 occupies a vertical position. Using an artificial stop for the tail section, a shield is developed with an extension equal to its length. Further, when penetrating, the spacer of the tail section of the shield is used. For this, using hydraulic cylinders 5, a spacer 4 creates a strut by the tail section 2 in the excavation, the shell elements 11, resting against the walls of the excavation, keep the shield from moving in the axial direction. According to the measure of disassembly, the elements 10 of the shell of the knife section are driven by hydraulic cylinders 12 to the bottomhole, which protects the bottom hole area from the collapse of the rock. When the shell elements 10 are pushed to the full stroke of the hydraulic cylinders 1 by the hydraulic cylinders 3 of the shield moves to the bottom of the frame of the knife section 1, then the tail section is removed by reducing the hydraulic cylinders 5, and the hygrocydinders 13 of the shell elements 11 are applied to the bottom. The shortening of hydraulic cylinders 3. Frame 9 of the tail section 2 along the elements 11 of the shell is pulled toward the knife section 1. Then the cycle repeats. Due to the fact that the tail section 2 is flexible in the radial direction and has a shorter length than the knife, less force is required to move it, therefore, to simplify the design, the knife section 1 may be without thrust. When the Shield is moved along the linear section of the mine to reduce the load on the hydraulic jacks, the rods 14 can be locked with locks in the direction of the frame 17 of the frame 7. The movement direction of the shield is changed as follows. The output increases by the length of the shield (the working width is made). The diameter of the extended development should be less than the diameter of the spacer section 2 with its full extensibility. After the production and installation of the shield into it (Fig. 2), the expansion of the tail section 2 of the hydraulic cylinder is removed. 5 and 11 elements of the tail section, 2 Hydraulic cylinders 3 are moved to the side of the bottom. Next, the tail section 2 is spread with a spacer 4 by means of hydraulic cylinders 5. In the initial position, the hydraulic jacks 15 are closed, the hydraulic locks 16 are closed, the hinges 19 abut against the frame 7, the frame 20 takes up the vertical position, the rods of hydraulic cylinders 3 are extended length, not less than the stroke of the jacks 15 (for the case under consideration). With a slight reversal, a corresponding extension of the jacks of the hydraulic jacks 15 is selected. When the shield rotates into the left ctopoHy, the left group of hydraulic jacks 15 remains at the hydrostop, the rest of the hydraulic jacks 15 groups are removed from the hydraulic mount. The control panel of the upper and lower groups of hydraulic jacks 15 and the control panel of hydraulic cylinders 3 are placed in the neutral position. The right group of jacks 15 is extended to the extension, which move the associated rods 14 in the guides 17. and rotate the clamp 20 relative to the hinges 19 connected to the rods 14 connected to the left group of hydrojacks 15 located on the hydrostop. In this case, the rods of the upper and lower groups of hydraulic jacks 15 are pulled out, and the rods of hydraulic cylinders 3 are pulled together under the influence of a turning frame 20 (FIG. 3). After the complete rotation of the frame 20, the hydraulic claws 15 are placed on the hydraulic stops of the hydraulic locks 16. Disassembly of the front of the tower is carried out ahead of the right side. The cylinders 12 and 13 are alternately switched, alternately also shifting the elements 10 and the frame of the knife section 1. When the rods of the hydraulic cylinders-3 extend their full stroke, the knife section rotates to the left, as shown in FIG. . With further disassembly of the bottom, elements 11 of the casing are fed to the bottomhole for the full stroke of the hydraulic cylinders 13. The spreading of the tail section 2 is removed, by the reduction of the hydraulic cylinders 5. By reducing the hydraulic cylinders 3 tail sections 2 is pulled toward the knife section (Fig. 5). When the control panel of the hydraulic cylinders 3 is in a neutral position, the hydraulic stops of hydraulic jacks 15 are removed, hydraulic locks 16 and retraction of hydraulic jacks of the hydraulic jacks 15, the frame 2.0 is put in a vertical position, and the hydraulic cylinders 3 are pulled out, respectively, by turning the frame 20. 6). By turning on the hydraulic cylinders 3 on the coKpatijeHHe tail section 2 is pulled back for -. the battle on the side elements of the shell 11. At the same time, the tail section is turned to displace its longitudinal axis with the longitudinal axis of the knife section. By repeating the described operations, the direction of penetration is changed. Turning the shield up or down is similar. Thus, the possibility of turning the shield in the process of penetration ensures reliable operation of the shield and eliminates its movement with an emphasis on the lining support, which increases the safety of work.

679679

,,

ii

г.2d.2

. Ю 12. U 12

аг.Зag.Z

Claims

PASSING SHIELD, including knife and tail sections connected by means of hydraulic jacks, moreover: the tail section has a spacer device, characterized in that, in order to increase the reliability of the shield when changing the direction of penetration, the knife section is equipped with two frames and guide hydraulic jacks. Located in parallel the longitudinal axis of the shield, each of which is equipped with a hydraulic lock and pivotally connected to the knife section, while the front frame is made with holes, in each of which a rod with the length of the longitudinal movement, rigidly connected on one side with the rod of the corresponding guide hydraulic jack, and on the other hand, pivotally with. rear frame, articulated _with connected, with hydraulic jacks drive $ shield ...

22 ^ 8001 “F