СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОТВОДА ВСКРЫШИ ПРИ ПРОХОДКЕ ТУННЕЛЯ
METHOD AND DEVICE FOR REMOVAL OF OVERBURDEN IN COURSE OF TUNNEL DEVELOPMENT

Изобретение относится к способу отвода вскрыши при проходке туннеля. Кроме того, изобретение относится к устройству для отвода вскрыши при проходке туннеля.
Такой способ и такое устройство известны из публикации DE 19700297 С2. В ранее известном способе и ранее известном устройстве для отвода вскрыши при проходке туннеля известно отводящее устройство, которое имеет расположенный в кожухе шнековый транспортер. В кожухе проделаны первое отверстие со стороны очистного пространства и удаленное от очистного пространства второе отверстие. Отверстия открываются или же закрываются выборочно приводимыми в действие затворами. Кроме того, имеется устройство для выгрузки подлежащей отводу вскрыши, которое выполнено для того, чтобы поддерживать противодавление в кожухе. При проходке с жидкой подачей первое отверстие со стороны очистного пространства открыто, удаленное от очистного пространства второе отверстие закрыто, а выгружающее устройство не работает. При проходке с грунтовым пригрузом забоя первое отверстие со стороны очистного пространства и удаленное от очистного пространства второе отверстие закрыты, в то время как выгружающее устройство работает. При открытой проходке первое отверстие со стороны очистного пространства закрыто, удаленное от очистного пространства второе отверстие открыто, а выгружающее устройство не работает.
Из публикации JP H 1122387 А известно устройство для отвода вскрыши, имеющее два шнековых транспортера, каждый из которых окружен кожухом. В кожухе шнекового транспортера со стороны очистного пространства образовано первое отверстие, закрываемое выборочно приводимым в действие первым затвором. Кроме того, в кожухе образовано второе отверстие, удаленное от очистного пространства и закрываемое выборочно приводимым в действие и проходящим сквозь кожух вторым затвором для гидромеханического отделения первого участка и второго участка шнекового транспортера системы шнековых транспортеров.
В основу изобретения была положена задача предложить способ и устройство для отвода вскрыши при проходке туннеля при переключении между проходкой с грунтовым пригрузом забоя или открытой проходкой и проходкой с гидравлическим пригрузом забоя, которые обеспечивали бы в эксплуатации малую чувствительность к помехам при незначительном износе.
Указанная задача решена в способе отвода вскрыши при проходке туннеля, характеризующемся тем, что при открытой проходке или проходке с грунтовым пригрузом забоя выполненное в трубе-оболочке шнекового транспортера в направлении отвода первое отверстие отводящего устройства открыто, а расположенное в направлении отвода за первым отверстием, выполненное в поперечном сечении трубы-оболочки шнекового транспортера второе отверстие закрыто, а при проходке с гидравлическим пригрузом забоя первое отверстие закрыто, а второе отверстие открыто.
Указанная задача также решена в устройстве для отвода вскрыши в машине для проходки туннеля по меньшей мере с одним шнековым транспортером, причем указанный или каждый шнековый транспортер окружен кожухом, с образованным в кожухе первым отверстием со стороны очистного пространства, с образованным в кожухе удаленным от очистного пространства вторым отверстием, с выполненным с возможностью выборочного приведения в действие первым затвором для первого отверстия и с выполненным с возможностью выборочного приведения в действие вторым затвором, который проходит сквозь кожух и выполнен для гидромеханического отделения первого участка и второго участка шнекового транспортера или же системы шнековых транспортеров. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что первое отверстие оканчивается в отгрузочном устройстве для проходки с грунтовым пригрузом забоя, а второе отверстие оканчивается в отгрузочном устройстве для проходки с гидравлическим пригрузом забоя.
За счет того, что в предлагаемом в изобретении способе при открытой проходке без давления или при проходке с грунтовым пригрузом забоя вскрыша выгружается из первого в направлении отвода отверстия, а при устройстве для гидромеханической деактивации расположенное в направлении отвода за первым отверстием второе отверстие деактивировано, получается относительно малочувствительная к помехам эксплуатация при незначительном износе, так как происходит ранняя выгрузка этой способствующей износу вскрыши.
Другие целесообразные варианты осуществления и преимущества изобретения являются предметом последующего описания примеров осуществления со ссылкой на чертежи.
Показано на:
Фиг. 1: в наглядном виде сбоку, пример осуществления устройства согласно изобретению машины для проходки туннелей при проходке с грунтовым пригрузом забоя,
Фиг. 2: в разрезе вдоль линии II-II пример осуществления согласно фиг. 1,
Фиг. 3: в наглядном виде сбоку, пример осуществления согласно фиг. 1 при проходке с гидравлическим пригрузом забоя,
Фиг. 4: в разрезе вдоль линии IV-IV пример осуществления согласно фиг. 3,
Фиг. 5: в наглядном виде сбоку, вариант примера осуществления согласно фиг. 1,
Фиг. 6: в разрезе вдоль линии VI-VI пример осуществления согласно фиг. 5,
Фиг. 7: в наглядном виде сбоку, пример осуществления согласно фиг. 5 при проходке с гидравлическим пригрузом забоя,
Фиг. 8: в наглядном виде сбоку, пример осуществления согласно фиг. 5 в режиме прерывной выгрузки в первом рабочем состоянии,
Фиг. 9: в наглядном виде сбоку, пример осуществления согласно фиг. 5 в режиме прерывной выгрузки во втором рабочем состоянии.
На фиг. 1 в наглядном виде сбоку показана машина для проходки туннелей, которая оснащена одним конструктивным примером устройства согласно изобретению для отвода вскрыши и работает по способу согласно изобретению. Машина для проходки туннелей согласно фиг. 1 имеет оснащенный отбойными инструментами 1 зуборезный долбяк 2, который является приводимым во вращение приводом 3 зуборезного долбяка. В расположенном в направлении проходки сзади от зуборезного долбяка 2 очистном пространстве 4 при изображенной на фиг. 1 проходке с грунтовым пригрузом забоя также называемой режимом работы ЕРВ (Earth Pressure Balance), оно заполнено подлежащей отводу вскрышей, а также подводимой по потребности по трубопроводу 5 подачи жидкости для промывки щита при открытой задвижке 6 очистного пространства жидкостью для промывки щита.
Кроме того, в очистном пространстве 4 оканчивается перепускной трубопровод 7, который, кроме того, находится в соединении с охваченным приводом 3 долбяка буферным пространством 8. Соединение между очистным пространством 4 и буферным пространством 8 по перепускному трубопроводу 7 является закрываемым или же при необходимости может быть открыто с помощью задвижки 9 перепускного трубопровода, чтобы поддерживать в очистном пространстве 4 адаптированные для режима ЕРВ условия давления.
В направлении проходки сзади от очистного пространства 4 имеется кольцевое пространство 10, в котором оканчивается ветка 11 трубопровода 5 подачи жидкости для промывки щита, причем ветка 11 является закрываемой с помощью задвижки 12 кольцевого пространства.
Кроме того, машина для проходки туннелей согласно фиг. 1 имеет проходческий цилиндр 13, с помощью которого долбяк 2 и щит 14 с тюбингами 15 в качестве опор являются перемещаемыми в направлении проходки. В свою очередь, тюбинги 15 с помощью устройства 16 подачи тюбингов и устройства 17 позиционирования тюбингов являются используемыми для облицовки стенки туннеля.
Машина для проходки туннелей согласно фиг. 1 оснащена отводящим устройством 18 в качестве устройства для отвода вскрыши, которое в показанном на фиг. 1 примере осуществления имеет образованный стержнем главный шнековый транспортер 19, который окружен трубой-оболочкой 20 и который, будучи инкапсулированным в очистном пространстве 4 выступающим открытым концом, простирается через кольцевое пространство 10 против направления проходки от долбяка 2. Главный шнековый транспортер 19 является приводимым во вращение в двух направлениях с помощью привода 21 главного шнекового транспортера, причем имеющаяся в направлении вращения подачи в очистном пространстве 4 вскрыша является отводимой вместе с, прежде всего, подводимой по подающему трубопроводу 5 жидкостью для промывки щита, а также, при определенных условиях, с другими добавками из очистного пространства 4 против направления проходки.
На обращенном от очистного пространства 4 конце трубы-оболочки 20 главного шнекового транспортера в качестве первого отверстия со стороны очистного пространства в трубе-оболочке 20 имеется выход 22 главного шнекового транспортера, который является выборочно закрываемым с помощью запорной задвижки 23 выпускного отверстия главного шнекового транспортера в качестве первого затвора. В направлении выброса выпускного отверстия 22 главного шнекового транспортера расположена поперечная конвейерная лента 24, с помощью которой выходящий из выпускного отверстия 22 главного шнекового транспортера, имеющий подлежащую отводу вскрышу материал является отводимым поперек направления проходки и переносимым на последующую конвейерную ленту 25, движущуюся против направления проходки, которая, в свою очередь, вместе с последователем 25 является перемещаемой в направлении проходки.
Кроме того, на изображении согласно фиг. 1 видно, что труба-оболочка 20 главного шнекового транспортера в направлении отвода за выпускным отверстием 22 главного шнекового транспортера закрыта запорной задвижкой 27 прохода переходного отверстия в качестве второго затвора, с помощью которого является закрываемым образованный поперечным сечением трубы-оболочки 20 главного шнекового транспортера проход 28 переходного отверстия в качестве второго отверстия, так что примыкающая в направлении отвода к трубе-оболочке 20 главного шнекового транспортера труба-оболочка 29 шнека последующей подачи с расположенным в ней с возможностью вращения посредством привода 30 шнеком 31 последующей подачи, которые также являются составной частью отводящего устройства 18, гидромеханически деактивирован.
Труба-оболочка 29 шнека последующей подачи своим обращенным от трубы-оболочки 20 главного шнекового транспортера концом через выпускное отверстие 32 шнека последующей подачи оканчивается в охваченном промывным баком 33 промывном пространстве 34 отводящего транспортного устройства, в которое, кроме того, впадают загружаемые промывной жидкостью трубопроводы 35 для подачи промывной жидкости в промывной бак. В промывном баке 33 расположена клещевая дробилка 36, с помощью которой, как пояснено более детально далее, являются измельчаемыми загруженные в промывной бак 33 крупные компоненты. В области дна промывного бака 33 оканчивается всасывающий патрубок 37 подающего трубопровода отгрузочного устройства, который подсоединен к подающему насосу 38 отгрузочного устройства, с помощью которого, в свою очередь, загруженный в промывной бак 33 жидкотекучий, а также имеющий относительно мелкозернистые компоненты материал является отсасываемым из промывного бака 33. С помощью приводимого в действие приводом 39 подающего насоса 38 имеющийся в промывном пространстве 34 относительно жидкотекучий материал является вводимым в систему 40 отводящего трубопровода отгрузочного устройства.
На фиг. 2 показан в разрезе вдоль линии II-II пример осуществления согласно фиг. 1 при рассмотрении в направлении проходки. На фиг. 2 видно, что в связи с поперечным относительно направления проходки или же направления отвода расположением поперечной конвейерной ленты 24 под трубой-оболочкой 20 главного шнекового транспортера образовано свободное пространство.
На фиг. 3 в наглядном виде сбоку показана система согласно фиг. 1 при проходке с гидравлическим пригрузом забоя, при которой, во-первых, задвижка 6 очистного пространства, задвижка 9 перепускного трубопровода и задвижка 12 кольцевого пространства открыты, чтобы поддерживать необходимую для проходки с гидравлическим пригрузом забоя подачу жидкости и соответствующие условия давления в очистном пространстве 4, а также в буферном пространстве 8. С другой стороны, при проходке с гидравлическим пригрузом забоя запорные задвижки 23 выпускного отверстия главного шнекового транспортера закрыты, а запорная задвижка 27 прохода переходного отверстия открыта, так что расположенный между трубой-оболочкой 20 главного шнекового транспортера и трубой-оболочкой 29 шнека последующей подачи проход 28 переходного отверстия теперь открыт и транспортируемый главным шнековым транспортером 19, имеющий подлежащую отводу вскрышу материал является доставляемым в трубу-оболочку 29 шнека последующей подачи и транспортируемым далее с помощью вращающегося в направлении подачи шнека 31 последующей подачи через выпускное отверстие 32 шнека последующей подачи в охваченное промывным баком 33 промывное пространство 34. В промывное пространство 34 при проходке с гидравлическим пригрузом забоя, как на фиг. 3 схематически показано стрелками, по трубопроводам 35 для подачи промывной жидкости в промывной бак промывная жидкость является вводимой в промывное пространство 34, чтобы добиться адаптированной к рабочим параметрам подающего насоса 38 консистенции подлежащего отводу материала.
На фиг. 4 в разрезе вдоль линии IV-IV показана система согласно фиг. 3. На фиг. 4 особо хорошо видно выполнение клещевой дробилки 36 с приводимыми в действие через напорный цилиндр 41 щеками 42 дробилки, с помощью которых имеющийся в промывном пространстве 34, также имеющий относительно крупные компоненты материал является измельчаемым до тех пор, пока не может быть проходимым расположенное перед патрубком 37 подающего трубопровода сито 43.
На фиг. 5 в наглядном виде сбоку показана модификация поясненного на фиг. 1-4 примера осуществления, причем соответствующие друг другу в примере осуществления согласно фиг. 1-4 и в модификации согласно фиг. 5 элементы снабжены одинаковыми ссылочными обозначениями и во избежание повторов в дальнейшем отчасти еще раз более детально не пояснены. В модификации согласно фиг. 5 для режима ЕРВ поперечная конвейерная лента 24 и конвейерная лента-последователь 25 позиционированы в области расположенной на выпускном отверстии 32 шнека последующей подачи, в этом режиме работы открытой запорной задвижки 44 выпускного отверстия шнека последующей подачи, причем по сравнению с примером осуществления согласно фиг. 1-4 промывной бак 33 и подающий насос 38 удалены. Кроме того, в модификации согласно фиг. 5 в области трубы-оболочки 29 шнека последующей подачи и шнека 31 последующей подачи имеется капельная ванна 45, которая лежит на последователе 26.
На фиг. 6 в разрезе вдоль линии VI-VI показана модификация согласно фиг. 5 при рассмотрении в направлении проходки. На фиг. 6 видно, что, как в примере осуществления согласно фиг. 2, мимо капельной ванны 45 выходящий из выпускного отверстия 32 шнека последующей подачи материал отгружается по поперечной конвейерной ленте 24 и конвейерной ленте-последователе 25.
На фиг. 7 в наглядном виде сбоку показана уже поясненная на фиг. 5 и фиг. 6 модификация, в которой для представленной на фиг. 7 проходки с гидравлическим пригрузом забоя на выпускном отверстии 32 шнека последующей подачи расположена валковая дробилка 46, с помощью которой транспортируемый по главному шнековому транспортеру 19 и шнеку 31 последующей подачи материал является измельчаемым перед входом в отводящий трубопровод 47 и откачивающий насос 48.
На фиг. 8 показана система согласно фиг. 5 при прерывном режиме вывода в первом рабочем состоянии, при котором, исходя из проходки с грунтовым пригрузом забоя или открытой проходки для проезда относительно короткой области с, например, высоким приливом воды или высоким давлением в проходке запорная задвижка 27 прохода переходного отверстия открыта, а выход 32 шнека последующей подачи закрыт, так что при проходке наполняется труба-оболочка 29 шнека последующей подачи.
На фиг. 9 показана система согласно фиг. 5 при прерывном режиме вывода во втором рабочем состоянии, при котором без продвижения запорная задвижка 27 прохода переходного отверстия закрывается, а выход 32 шнека последующей подачи открывается, чтобы вывести содержимое трубы-оболочки 29 шнека последующей подачи по поперечной конвейерной ленте 24 и конвейерной ленте-последователе 25. Затем снова происходит возврат в первое рабочее состояние прерывного режима вывода согласно фиг. 8, и смена между рабочими состояниями в прерывном режиме вывода продолжается до тех пор, пока прерывным образом не будет пройдена критическая область.