УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОХОДКИ ВЫРАБОТКИ ПОД НАСЫПЬЮ

Предложение относится к технологии бестраншейной прокладки коммуникаций под насыпями дорог, а также под различными препятствиями: зданиями, сооружениями, водотоками, холмами. В данной технологии используются различные по конструкции и принципу действия устройства, из которых наиболее характерными являются устройства типа «крот», пневмо- и гидроударные инструменты для разрушения грунта проходимой выработки [SU 1092253, 1984, Е02F 5/18, Е21В 7/28; Промышленное и строительное оборудование, Сб. №3, 2003, с. 65-66; RU 117166, Е21D 9/00, 2012].
Существенными и очевидными недостатками таких устройств являются низкая производительность при значительных энергозатратах, ввиду использования малоэффективных породоразрушающих рабочих органов и неэффективной очистки проходимой выработки.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство для бестраншейной прокладки коммуникаций, содержащее бурильный аппарат для разработки забоя проходимой выработки, оснащенный генератором рабочего агента и грунторазрушающим рабочим органом, имеющим сопла, направленные на забой и - к устью выработки, направляющую для ориентирования подаваемого в выработку бурильного аппарата, снабженное лебедкой и трубой-патроном, при этом лебедка соединена тросом с бурильным аппаратом, а труба-патрон имеет защитный конус на одном торце, обращенном к выработке [RU 42838 U1, 20.12.2004].
Существенным недостатком прототипа является техническое несовершенство его конструктивной схемы, в соответствии с современными требованиями проходки строго горизонтальной выработки без искривления ее ствола в вертикальной плоскости, что недопустимо при проходке под насыпями, сооружениями и другими техногенными препятствиями, которое может привести к разрушению препятствия по вертикали и - к невозможности использования выработки по ее прямому назначению.
Технической задачей и положительным результатом предлагаемого устройства является повышение производительности и оперативности со строго выдержанным горизонтальным направлением ствола проходимой выработки, что особенно важно при проходке под насыпями, зданиями, сооружениями и т.п. препятствиями благодаря наличию стабилизаторов на корпусе устройства, а также имеющемуся расчетному запасу топливных компонентов в корпусе, обеспечивающему проходку выработки в один цикл без циклов: подача в выработку-возврат-подача.
Указанная задача и технический результат достигаются за счет того, что устройство для проходки выработки под насыпью, содержащее бурильный аппарат для разработки забоя, оснащенный генератором рабочего агента и грунторазрушающим рабочим органом, имеющим сопла, направленные на забой и сопла, направленные к устью выработки, при этом генератор рабочего агента выполнен в виде термопарогазогенератора, соединенного с емкостью, заполненной топливом, и - с полостью рабочего органа, емкость, в свою очередь, сообщена с ресивером, заполненным сжатым инертным газом, при этом на корпусе аппарата закреплены стабилизаторы, воспринимающие набегающий поток шлама и удерживающие аппарат в горизонтальном положении.
На фиг. 1 изображен общий вид устройства;
На фиг. 2 - конструкция бурильного аппарата устройства;
На фиг. 3 - деталь конструкции бурильного аппарата.
Устройство содержит бурильный аппарат 1, расположенный на направляющей 2 перед препятствием 3. Аппарат 1 соединен с лебедкой 4 тяговым тросом 5. Для проходки выработки 6, начиная от ее забоя, под насыпью (препятствием) 3 аппарат 1 оснащен грунторазрушающим инструментом 7 в виде полого рабочего органа с механическими насадками 8 и соплами 9, питаемыми от термопарогазогенератора (ПГА) 10 устройства; при этом часть сопел 9 направлена на забой выработки 6, а другая часть сопел направлена к устью проходимой выработки.
ПГА - 10 соединен с емкостью 11 топлива, сообщенной с ресивером 12 сжатого инертного газа (Ar или N). Подача компонентов (газа, топлива) осуществляется через дроссельный клапан 13, имеющий привод 14 в виде соленоида, соединенного проводником с источником тока 15, имеющемся в полости корпуса устройства, или подпитанным от аккумулятора транспортного средства, обслуживающего агрегаты данного устройства (транспортировка устройства к рабочей площадке, выгрузка, последующая перевозка на другую площадку). При проходке выработки 6 в массиве насыпи аэродинамика аппарата 1 обеспечивается его стабилизаторами 16, воспринимающими набегающий поток шлама и удерживающими аппарат в горизонтальном положении. Такое выполнение устройства позволяет использовать его как мобильное техническое средство для образования выработок под различными препятствиями сквозь эти выработки, не нарушая целостности самого препятствия.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
У подошвы насыпи 3 устанавливают направляющую 2, на которой монтируют бурильный аппарат 1 (фиг. 1). Аппарат 1 соединяют с тросом 5, соединенным с лебедкой 4. Проверив готовность «пуск», включают термопарогазогенератор 10 и с помощью рабочего органа 7 ведут разрушение забоя и осуществляют проходку выработки 6 в массиве дорожного полотна, при этом горизонтальное движение аппарата 1 обеспечивается за счет воздействия набегающего потока (бурового шлама: отработанный парогаз и частицы грунта) на стабилизаторы 16, создающие подъемную силу корпусу аппарата. По окончании проходки выработки 6 аппарат 1 извлекают из нее с помощью троса. Регулирование количества подаваемого на забой рабочего парогазового агента осуществляется посредством дроссельного клапана 13 и привода 14: открытие, увеличение или уменьшение пропускной способности, закрытие (остановка ПГА - 10).
При наличии мобильного транспортного средства такое устройство может оперативно доставляться на рабочие площадки и эффективно использоваться для образования выработок и выдерживания более точного горизонтального направления проходки выработки и предупреждение искривления ствола выработки в вертикальной плоскости.