ТЕХНИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ ПРОХОДКИ ТОННЕЛЕЙ В ГОРНЫХ ПОРОДАХ

Предложение относится к горной промышленности, в частности, - к технологии проходки тоннелей различного назначения.
В технологии проходки тоннелей известны отдельные и комплексные процессы, включающие основные операции: разработку и разрушение пород на забое, дробление породы, удаление из зоны забоя проходимой выработки; с использованием для этого различных механических проходческих щитов и устройств [Дмитриев А.П. Термическое и комбинированное разрушение горных пород, М., Недра, 1978; Кутузов Б.Н. Разрушение пород взрывом, М., Недра, 1980; SU 822604, Е29D 9/00; SU 828761; RU 2207973. 2002; SU 1480391; Величкин Б.А. Строительство тоннелей метрополитенов, М, СИ, 1971],
Последнее из указанных решений является наиболее близким по технологической сущности и достигаемому положительному результату.
Существенными и очевидными недостатками указанного комплекса проходки выработок являются; значительные трудовые и высокие энергетические затраты на осуществление операций разрушения пород на забое совместно с незначительной производительностью и низкой эффективностью работ.
Технической задачей и технологическим положительным результатом техкомплекса является более эффективное комплексное воздействие на забой с увеличением производительности, снижением трудо- и
энергозатрат на отдельные операции и весь процесс разрушения пород на забое, их удаления и образования ствола проходимого тоннеля.
Указанная задача и технический результат достигаются за счет того, что технический комплекс для проходки тоннелей в горных породах, содержащий проходческий щит с породоразрушающим рабочим органом, коммуникации подачи рабочих агентов в щит и - отвода и удаления бурового шлама из зоны забоя, характеризуется тем, что щит выполнен в виде бурильного устройства с размещенным в его корпусе термогазогенератором, рабочее пространство генератора соединено с полостью рабочего органа, выполненного в виде сменного модуля, имеющего коническую или торцевую, плоскую - щелевую, или криволинейную формы своей конструкции, при этом техкомплекс оснащен также эластичным шлангом, снабженным в своей полости удлиненным зарядом с инициатором его подрыва.
Техкомплекс, характеризующийся тем, что с корпусом устройства соединен генератор рабочего агента, выполненный в виде кольца и оснащен на торце рабочими насадками.
Техкомплекс оригинальн также тем, что эластичный шланг размещен с запасом на бобине, а его заряд выполнен с кумулятивной выемкой, при этом в качестве инициатора его подрыва используют электродетонаторы.
Принципиальная конструкция техкомплекса раскрывается на прилагаемых чертежах, где:
на фиг.1 показан его общий вид;
на фиг.2, 3, 4 и 5 - конструктивное выполнение рабочих органов;
на фиг.6, 7 и 8 - процессы проходки скважин и выработок в массиве забоятоннеля;
на фиг.9 и 10 - эластичный рабочий орган;
на фиг.11 и 12 - схема разрушения перемычек между скважинами и выработками тоннеля.
Технический комплекс для проходки тоннелей в горных породах, включает проходческий щит в виде бурильного устройства 1, с размещенным в его корпусе термогазогенератором 2, питаемым газо- или парогазообразующими компонентами по коммуникациям 3 в виде многотрубного магистрального шланга. Забойная часть устройства 1 оснащена рабочим породоразрушающим органом 4, являющимся сменным модульным агрегатом, выполненным: в виде конусообразного - 5, в виде торцевого - 6, или в форме щелевого - 7, или в форме криволинейного 8 по конструкции рабочего органа. Это позволяет проходить различные по форме выработки: цилиндрические - 9, кольцевые - 10 и 11, смешанные, образуемые с помощью указанных различных по форме рабочих органов. На бобине 12 имеется запас эластичного шланга 13, в его полости закреплен удлиненный заряд 14 взрывчатого вещества с кумулятивной выемкой; подрыв заряда инициируют с помощью электропиропатрона 15. Эти удлиненные эластичные заряды вводят в выработки, производят подрыв и осуществляют разрушения и дробления породы и ее выброс из зоны забоя для последующего удаления по отводящим коммуникациям из ствола проходимого тоннеля. Для одновременной проходки выработок значительного диаметра устройство 1 имеет кольцевой генератор 16 рабочего агента с забойными насадками 17. Такой техкомплекс является универсальным для эффективных работ по проходке тоннелей и выработок значительного сечения.
Техкомплекс работает следующим образом. В массиве горной породы маркшейдеры намечают направление проходки и габаритные размеры сечения. У забоя располагают устройство 1, подают в его термогазогенератор 2 энергокомпоненты: окислитель, горючее, воду; вырабатывают газовую и парогазовую рабочую среду и в виде рабочего агента, выбрасываемого под давлением из насадок рабочего органа 4, разрушают породу. При этом ведут проходку отдельных скважин 9, кольцевых выработок 10 криволинейных, прямых и смешанных по форме выработок 11. Для разрушения перемычек между скважинами и выработками используют заряды 14 с электропиропатронами (электродетонаторами), вводимые в полости (фиг.10, 11 и 12). Разрушенную породу отводят и удаляют из зоны забоя и повторяют процесс проходки тоннеля в указанной последовательности технологических операций. Оригинальная техническая схема комплекса позволяет вести проходку тоннелей в различных крепких горных породах.