(57)【特許請求の範囲】
【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、該ズリ破砕装置でズリを破砕した後、これを後方の自走式コンベアを介してベルトコンベアに移載し、該ベルトコンベアでは、スライドセントルの脚部の中間の高さ位置に配設された管体内を通して、前記ズリを最後部まで搬送していく構成としたことを特徴とするズリ搬送方法。
【請求項２】
ベルトコンベアであって、該ベルトコンベアは、スライドセントルを通過する部分において、搬送側のベルトが前記スライドセントルと干渉しない前記スライドセントルの脚部の中間の高さ位置に配設された管体内に挿通されていることを特徴とするベルトコンベア。
【請求項３】
請求項２記載のベルトコンベアであって、前記ベルトコンベアのリターン側のベルトが、前記スライドセントルを通過する部分において、鉛直状態となるようガイド部材によってガイドされていることを特徴とするベルトコンベア。
【請求項４】
請求項２または３記載のベルトコンベアであって、前記スライドセントルが施工の進捗にともなって前進または後退するものであるときに、前記管体、または前記管体および前記ガイド部材が、前記スライドセントルに一体に取り付けられていることを特徴とするベルトコンベア。
【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とき等に用いて好適なズリ搬送方法およびベルトコンベアに関する。
【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、ズリをベルトコンベアで搬送できる大きさに破砕する必要がある。
本発明者らは、このようにズリを破砕してベルトコンベアで搬送する技術として、特開平８−１７７３８６号公報に示すようなズリ破砕装置を既に提案した。
【０００４】
【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ベルトコンベアでは、例えばトンネル構築におけるセントルを通過する部分においては、このセントルが障害物となりベルトコンベアを直線的に配置できなかったり、またセントルとベルトコンベアによってスペースが占められてしまい、例えば作業員用の通路が確保できなかったり、といった問題が発生する。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、障害物がある部分においても、障害物を回避するだけでなく所要のスペースを確保することのできるズリ搬送方法およびベルトコンベアを提供することを課題とする。
【０００５】
【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、該ズリ破砕装置でズリを破砕した後、これを後方の自走式コンベアを介してベルトコンベアに移載し、該ベルトコンベアでは、スライドセントルの脚部の中間の高さ位置に配設された管体内を通して、前記ズリを最後部まで搬送していく構成としたことを特徴としている。
【０００６】
請求項２に係る発明は、ベルトコンベアであって、該ベルトコンベアは、スライドセントルを通過する部分において、搬送側のベルトが前記スライドセントルと干渉しない前記スライドセントルの脚部の中間の高さ位置に配設された管体内に挿通されていることを特徴としている。
【０００７】
請求項３に係る発明は、請求項２記載のベルトコンベアであって、前記ベルトコンベアのリターン側のベルトが、前記スライドセントルを通過する部分において、鉛直状態となるようガイド部材によってガイドされていることを特徴としている。
【０００８】
請求項４に係る発明は、請求項２または３記載のベルトコンベアであって、前記スライドセントルが施工の進捗にともなって前進または後退するものであるときに、前記管体、または前記管体および前記ガイド部材が、前記スライドセントルに一体に取り付けられていることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るズリ搬送方法およびベルトコンベアの実施の形態の一例を、図１ないし図５を参照して説明する。ここでは本発明に係る移動架台およびベルトコンベアならびにそれを用いたズリ搬送方法を、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（自走式コンベア）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（ベルトコンベア）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１１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１５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１６に乗り移り、横型ジョークラッシャー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３２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３６Ｂ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３８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（搬送側のベルト）３２Ａが、スライドセントル５０の脚部５０ａの途中の高さ位置に設けた筒形フレーム（管体）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スライドセントル５０内に設けるのが難しいので、リターンベルト（リターン側のベルト）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、その区間ではスライドセントル５０に取り付けた矯正ローラ（ガイド部材）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７０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１００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２５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。
【００３３】
そして、上記主ベルトコンベア３０では、スライドセントル５０の通過部分においては、搬送ベルト３２Ａをスライドセントル５０に設けた筒形フレーム５８内に貫通させ、また、リターンベルト３２Ｂを垂直に保持することにより、スペース確保を行っているので、通常とあまり変わりなくスライドセントル５０を使用することができる。しかも、筒形フレーム５８および矯正ローラ４７が、スライドセントル５０に一体に取り付けられているので、施工の進捗に伴ってスライドセントル５０が前進または後退する場合には、障害物回避のための筒形フレーム５８および矯正ローラ４７も一体に移動させることができる。
【００３４】
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ベルトコンベアを、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。
【００３５】
【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、発破等により生じたズリをズリ破砕装置で破砕し、これを自走式コンベアを介してベルトコンベアに移載して後方に搬送していくので、作業の効率向上が図れる。また、ズリ破砕装置とベルトコンベアの間に自走式コンベアを配備したので、ベルトコンベアと切羽等との距離を大きく保つことができ、発破時の影響からベルトコンベアを保護することができる。そして、このようなベルトコンベアでズリの搬送を行うことにより、ダンプトラックによる搬送と比べて、トンネル内の作業環境の改善を図ることができ、また連続搬送により搬送効率の向上が図れる。
さらに、スライドセントルの通過部分においては、搬送側のベルトをスライドセントルの脚部の中間の高さ位置に設けた管体内に挿通させるようにしたので、ベルトコンベアの延長線上にスライドセントルがある場合にも、これを回避し、それによってスペース確保を行うことができる。
【００３６】
加えて、請求項２に係るベルトコンベアによれば、スライドセントルの通過部分においては、搬送側のベルトをスライドセントルの脚部の中間の高さ位置に設けた管体内に挿通させ、さらに請求項３に係るベルトコンベアによれば、リターン側のベルトを垂直に保持するようにしたので、ベルトコンベアの延長線上にスライドセントルがある場合にも、これを回避し、それによってスペース確保を行うことができる。
【００３７】
さらに、請求項４に係るベルトコンベアによれば、スライドセントルが施工の進捗にともなって前進または後退することから、管体やガイド部材をスライドセントルに一体に取り付けるようにしたので、スライドセントルの移動に伴って、スライドセントル回避のための管体やガイド部材を自動的に移動させることができる。
【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（ズリ破砕装置）
２５  自走式ブリッジコンベア（自走式コンベア）
３０  主ベルトコンベア（ベルトコンベア）
３２Ａ  搬送ベルト（搬送側のベルト）
３２Ｂ  リターンベルト（リターン側のベルト）
４７  矯正ローラ（ガイド部材）
５０  スライドセントル（障害物）
５８  筒形フレーム（管体）
１００  坑口（最後部）
【図１】
0003911648.tif 000002
【図２】
0003911648.tif 000003
【図３】
0003911648.tif 000004
【図４】
0003911648.tif 000005
【図５】
0003911648.tif 000006