RU2703027C1 - Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation - Google Patents
Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2703027C1 RU2703027C1 RU2018143978A RU2018143978A RU2703027C1 RU 2703027 C1 RU2703027 C1 RU 2703027C1 RU 2018143978 A RU2018143978 A RU 2018143978A RU 2018143978 A RU2018143978 A RU 2018143978A RU 2703027 C1 RU2703027 C1 RU 2703027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- section
- unit
- head
- tail
- head section
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D9/00—Tunnels or galleries, with or without linings; Methods or apparatus for making thereof; Layout of tunnels or galleries
- E21D9/06—Making by using a driving shield, i.e. advanced by pushing means bearing against the already placed lining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к горному делу и строительству подземных сооружений и связано с формированием направленной искусственной полости в недрах Земли, обеспечивающей доступ к подземному объекту, которым может быть станция метро, участок месторождения полезных ископаемых, очаг техногенной катастрофы и т.д. В частности, изобретение относится к механизированному проведению подземных выработок с круглой формой поперечного сечения.The present invention relates to mining and the construction of underground structures and is associated with the formation of a directed artificial cavity in the bowels of the Earth, providing access to an underground object, which may be a metro station, a section of a mineral deposit, a source of technological disaster, etc. In particular, the invention relates to the mechanized conduct of underground workings with a circular cross-sectional shape.
Известен способ проведения подземной выработки щитовым проходческим агрегатом, в котором формирование выработки осуществляют разрушением массива горных пород режущим органом агрегата, состоящего из головной и хвостовой секций, при вращении головной секции в одну сторону. При этом нарезают винтовые каналы в окружающем массиве горных пород, с размещением в них внешних движителей агрегата, за счет чего обеспечивают поступательное перемещение головной секции агрегата в сформированной выработке. Хвостовую секцию агрегата подтягивают вслед за головной и при этом нарезают продольные каналы в окружающем массиве горных пород, с размещением в них элементов противовращения, предотвращающих вращение хвостовой секции [Эллер, А.Ф. Винтоповоротные проходческие агрегаты / А.Ф. Эллер, В.Ф. Горбунов, В.В. Аксенов. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1992. - 192 с.] (аналог способа).A known method of conducting underground mining by a shield driving unit, in which the formation of the excavation is carried out by destruction of the rock mass by the cutting unit of the unit, consisting of the head and tail sections, when the head section rotates in one direction. At the same time, helical channels are cut in the surrounding rock mass with the placement of external aggregate propulsors, which ensures the translational movement of the head section of the aggregate in the formed mine. The tail section of the unit is pulled after the head and longitudinal channels are cut in the surrounding rock mass with placement of counter-rotation elements in them, preventing the rotation of the tail section [Eller, A.F. Screw rotary driving units / A.F. Eller, V.F. Gorbunov, V.V. Aksenov. - Novosibirsk: VO Nauka. Siberian Publishing Firm, 1992. - 192 p.] (Analogue of the method).
Таким способом можно проводить выработки различного назначения и направления (горизонтальные, вертикальные, наклонные), но только прямолинейные, он не позволяет проводить криволинейные выработки, в частности, для огибания непреодолимых препятствий или опасных проявлений геосреды, что ограничивает область его применения только прямолинейными выработками, проводимым по горным породам с наперед известными физическими свойствами.In this way, it is possible to conduct workings of various purposes and directions (horizontal, vertical, inclined), but only rectilinear, it does not allow curvilinear workings, in particular, to go around insurmountable obstacles or dangerous manifestations of the geomedium, which limits the scope of its use to only straight workings carried out on rocks with known physical properties in advance.
Известен проходческий агрегат для проведения подземной горной выработки круглого поперечного сечения, содержащий винтовую, концевую и режущую секции, исполнительный орган, механизм вращения, насосную станцию и блок распределителей [Эллер, А.Ф. Винтоповоротные проходческие агрегаты / А.Ф. Эллер, В.Ф. Горбунов, В.В. Аксенов. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1992. - 192 с.] (аналог агрегата). К недостатку конструкции агрегата следует отнести жесткую соосную ориентированность составных частей агрегата, в частности, винтовой и концевой секций, из-за чего она не позволяет проводить криволинейные в плане выработки, ограничивая область применения агрегата только прямолинейными выработками.A well-known tunneling unit for conducting underground mining of circular cross-section, containing a screw, end and cutting sections, an executive body, a rotation mechanism, a pump station and a block of distributors [Eller, A.F. Screw rotary driving units / A.F. Eller, V.F. Gorbunov, V.V. Aksenov. - Novosibirsk: VO Nauka. Siberian Publishing Firm, 1992. - 192 p.] (Analogue of the unit). A drawback to the design of the unit is the rigid coaxial orientation of the components of the unit, in particular, the screw and end sections, because of which it does not allow curvilinear in terms of production, limiting the scope of the unit only to straight workings.
В качестве прототипа принят способ проведения подземной выработки проходческим агрегатом, включающий разрушение массива горных пород вращением головной секции агрегата с режущим исполнительным органом, нарезку в массиве горных пород за контуром выработки винтовых каналов, размещение в них внешних движителей, обеспечивающих поступательное перемещение агрегата, формирование в том же массиве продольных каналов и размещение в них элементов противовращения хвостовой секции агрегата, удерживающих ее от вращения, подтягивание хвостовой секции агрегата вслед за головной, погрузку обитой горной породы в транспортное средство и крепление выработанного пространства [Пат. 2552539, МПК E21D 9/06. Геоход (Проходческий щитовой агрегат); заявка 2013153850, заявлено 04.12.2013, патентообладатель ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод «КОРМЗ», опубл. 10.06.2015, бюл. №16].As a prototype, a method has been adopted for conducting underground mining by a driving unit, including the destruction of the rock mass by rotating the head section of the aggregate with a cutting actuator, cutting in the rock mass behind the contour of the development of helical channels, the placement of external movers in them, ensuring the translational movement of the aggregate, the formation of the same array of longitudinal channels and the placement in them of the anti-rotation elements of the tail section of the unit, holding it from rotation, pulling the tail projection unit after the parent, loading studded rock the vehicle and mount goaf [Pat. 2552539, IPC E21D 9/06. Geohod (Tunnel shield unit); application 2013153850, filed December 4, 2013, patent holder of the Kemerovo Experimental Mechanical Repair Plant “KORMZ”, publ. 06/10/2015, bull. No. 16].
Недостатком способа является невозможность проведения криволинейных выработок, в частности, для огибания непреодолимых препятствий или опасных проявлений геосреды.The disadvantage of this method is the inability to conduct curvilinear workings, in particular, to go around insurmountable obstacles or dangerous manifestations of the geomedium.
За прототип агрегата принят проходческий щитовой агрегат, содержащий последовательно установленные головную и хвостовую цилиндрические секции, соединенные между собой с возможностью поворота головной секции вокруг своей продольной оси. Режущий орган в виде двух барабанов жестко закреплен на головной секции посредством рамной конструкции; на внешней стороне головной цилиндрической секции закреплен внешний движитель, выполненный в виде коротких секторов спиральной поверхности, и имеющий разрушающие органы движителя, установленные перед ними; внутри головной секции на опорах скольжения установлен погрузочный орган роторного типа с погрузочными лопатками, привод которого установлен на внутренней поверхности хвостовой секции; на наружной цилиндрической поверхности хвостовой секции закреплены продольные элементы противовращения, перед которыми установлены разрушающие органы элементов противовращения; головная и хвостовая секции связаны между собой посредством буртика на краю головной секции и выточки на забойном краю хвостовой секции [Пат. 2552539, МПК E21D 9/06. Геоход (Проходческий щитовой агрегат); заявка 2013153850, заявлено 04.12.2013, патентообладатель ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод «КОРМЗ», опубл. 10.06.2015, бюл. №16].For the prototype of the unit, a tunneling shield unit is adopted, containing sequentially installed head and tail cylindrical sections interconnected to rotate the head section around its longitudinal axis. The cutting body in the form of two drums is rigidly fixed to the head section by means of a frame structure; on the outer side of the head cylindrical section, an external mover is mounted, made in the form of short sectors of a spiral surface, and having destructive organs of the mover installed in front of them; inside the head section on sliding bearings, a rotor-type loading organ with loading blades is installed, the drive of which is mounted on the inner surface of the tail section; longitudinal counter-rotation elements are fixed on the outer cylindrical surface of the tail section, before which destructive organs of counter-rotation elements are installed; the head and tail sections are interconnected by means of a shoulder on the edge of the head section and a recess on the bottomhole edge of the tail section [Pat. 2552539, IPC E21D 9/06. Geohod (Tunnel shield unit); application 2013153850, filed December 4, 2013, patent holder of the Kemerovo Experimental Mechanical Repair Plant “KORMZ”, publ. 06/10/2015, bull. No. 16].
Недостатком прототипа является отсутствие устройства, обеспечивающего изменение направления движения агрегата.The disadvantage of the prototype is the lack of a device that provides a change in the direction of movement of the unit.
Перечисленные недостатки снижают эффективность строительства подземных выработок, особенно выработок специального назначения с искривленной траекторией.These shortcomings reduce the effectiveness of the construction of underground workings, especially special workings with a curved path.
Цель изобретения - повышение эффективности строительства подземных выработок различного назначения за счет обеспечения относительной гибкости составных частей агрегата и, вследствие этого, возможности проведения криволинейных участков выработки при огибании непреодолимых препятствий и/или неблагоприятных проявлений геосреды.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the construction of underground workings for various purposes by ensuring the relative flexibility of the components of the unit and, as a result, the possibility of curved sections of the work when enveloping insurmountable obstacles and / or adverse manifestations of the geological environment.
Поставленная цель достигается тем, что в способе строительства подземной выработки, включающем формирование ориентированной полости в недрах Земли щитовым проходческим агрегатом, состоящим из головной и хвостовой секций, расположенных последовательно и соосно, прямым ходом при вращении головной секции в одну сторону, нарезку винтовых и продольных каналов в приконтурной зоне выработки в массиве окружающих горных пород, с размещением в них внешних движителей и элементов противовращения агрегата, соответственно, ввинчивание головной секции и подтягивание хвостовой и поддержание выработанного пространства возведением крепи, в соответствии с техническим решением формирование выработки, ввинчивание головной секции агрегата и подтягивание хвостовой секции осуществляют одновременно, винтовой канал нарезают режущим органом агрегата, при нарезке винтового и продольных каналов обеспечивают гарантированный зазор между внешним движителем и боковыми стенками винтового канала и между элементами противовращения и боковыми стенками продольного канала, при формировании криволинейного участка выработки головную секцию сжимают и изгибают в соответствующем направлении, затем формируют выработку в указанном направлении; по мере подтягивания хвостовой секции в криволинейном участке выработки ее изгибают по профилю выработки, причем отклонение продольной оси формируемой части выработки от оси сформированной части выработки обеспечивают в зависимости от геометрических размеров и взаимного расположения головной и хвостовой секций, движителей и элементов противовращения агрегата и зазоров в сопряжениях перечисленных частей агрегата в выработке, винтовом и продольных каналах, соответственно, а после выхода агрегата из криволинейного участка переводят в исходное положение головную и хвостовую секции.This goal is achieved by the fact that in the method of constructing an underground mine, including the formation of an oriented cavity in the bowels of the Earth with a shield driving unit, consisting of a head and tail sections arranged sequentially and coaxially, in a direct course when the head section rotates in one direction, cutting screw and longitudinal channels in the near-edge zone of development in the array of surrounding rocks, with the placement of external propulsors and elements of counter-rotation of the unit, respectively, screwing in the head with of the section and tightening the tail and maintaining the worked out space by erecting the lining, in accordance with the technical solution, the formation of the working out, screwing in the head section of the unit and pulling up the tail section are carried out simultaneously, the screw channel is cut by the cutting unit of the unit, while cutting the screw and longitudinal channels, they provide a guaranteed gap between the external mover and the side walls of the helical channel and between the counter-rotation elements and the side walls of the longitudinal channel, when forming volineynogo portion generating head section is compressed and bent in the corresponding direction, is then formed in the specified direction generation; as the tail section is pulled in the curved section of the mine, it is bent along the profile of the mine, and the deviation of the longitudinal axis of the formed part of the mine from the axis of the formed part of the mine is provided depending on the geometrical dimensions and the relative position of the head and tail sections, movers and anti-rotation elements of the unit and the clearances in the mates the listed parts of the unit in the excavation, helical and longitudinal channels, respectively, and after the unit leaves the curved section the starting position of the head and the tail section.
Поставленная цель достигается также тем, что в щитовом проходческом агрегате, содержащем последовательно и соосно расположенные головную и хвостовую цилиндрические секции, соединенные между собой с возможностью поворота головной секции вокруг своей продольной оси; режущий орган, закрепленный на головной секции посредством рамной конструкции; внешний движитель, выполненный в виде выступающих лопастей; погрузочный орган, установленный внутри головной секции, продольные элементы противовращения с расположенными перед ними разрушающими органами элементов противовращения, установленными на наружной поверхности хвостовой секции, в соответствии с техническим решением режущий орган выполнен в виде большого и малых (одного, двух и более) радиально направленных цепных баров с резцами, установленных в плоскости перпендикулярной продольной оси агрегата с возможностью перемещения по рамной конструкции в радиальном направлении, причем вылет стрелы малого бара соответствует контуру цилиндрической поверхности головной секции, вылет стрелы большого бара выходит за указанный контур на величину, соответствующую высоте лопасти внешнего движителя; головная и хвостовая секции выполнены из нескольких витков листового профиля в виде однозаходной спирали, смежные витки которой сопряжены межу собой пазом и буртиком, причем ширина паза больше толщины буртика, а сам паз выполнен во внутреннем пространстве лопасти движителя головной секции и во внутреннем пространстве хвостовой секции, причем витки листового профиля сопряжены с возможностью взаимного перемещения как по углу, так и по продольной оси секции; внешний движитель выполнен несущим в виде винтовой лопасти по всей длине линии сопряжения витков; на внутренней поверхности головной секции по нормали к линии подъема спирали установлены домкраты управления направлением движения агрегата, равномерно распределенные по всей длине линии сопряжения витков и связывающие смежные витки; край головной секции со стороны хвостовой секции выполнен с нормально ориентированным к продольной оси торцом, жестко связан с промежуточной секцией, на ее внутренней поверхности жестко закреплено зубчатое колесо, во внутреннем зацеплении с ним находится ведущая звездочка, ось и привод которой жестко закреплены на внутренней поверхности хвостовой секции.This goal is also achieved by the fact that in the shield tunneling unit containing sequentially and coaxially located head and tail cylindrical sections connected to each other with the possibility of rotation of the head section around its longitudinal axis; a cutting body fixed to the head section by means of a frame structure; external mover made in the form of protruding blades; loading organ installed inside the head section, longitudinal counter-rotation elements with destructive counter-rotation elements located in front of them mounted on the outer surface of the tail section, in accordance with the technical solution, the cutting body is made in the form of large and small (one, two or more) radially directed chain bars with cutters installed in the plane perpendicular to the longitudinal axis of the unit with the possibility of movement along the frame structure in the radial direction, and the departure the boom of the small bar corresponds to the contour of the cylindrical surface of the head section, the boom of the big bar goes beyond the specified contour by an amount corresponding to the height of the blades of the external mover; the head and tail sections are made of several turns of the sheet profile in the form of a single start spiral, adjacent turns of which are interconnected by a groove and a shoulder, the groove width being greater than the thickness of the shoulder, and the groove itself is made in the inner space of the propeller blade of the head section and in the inner space of the tail section, moreover, the turns of the sheet profile are associated with the possibility of mutual movement both in the angle and along the longitudinal axis of the section; the external mover is made in the form of a helical blade along the entire length of the interface line of the coils; on the inner surface of the head section, normal to the spiral lift line, jacks are installed to control the direction of movement of the unit, evenly distributed along the entire length of the interface line of the coils and connecting adjacent coils; the edge of the head section from the side of the tail section is made with an end face normally oriented to the longitudinal axis, is rigidly connected to the intermediate section, a gear wheel is rigidly fixed on its inner surface, a drive sprocket is in internal engagement with it, the axis and drive of which are rigidly fixed on the inner surface of the tail sections.
Сущность изобретения поясняется схемами. На фиг. 1 показан общий вид проходческого щитового агрегата (вид сбоку); на фиг. 2 - то же (вид в плане); на фиг. 3 - то же (вид спереди); на фиг. 4 проходческий агрегат (продольный разрез); на фиг. 5 - вид А на фиг. 4; на фиг 6 - проходческий агрегат в массиве горных пород при проведении прямолинейной выработки; на фиг. 7 - сечение Б-Б на фиг. 6., поясняющее наличие зазора: На фиг. 8 - изменение направления движения головной секции агрегата; на фиг. 9 - проходческий агрегат в массиве горных пород при проведении криволинейного участка выработки.The invention is illustrated by diagrams. In FIG. 1 shows a General view of the tunneling shield unit (side view); in FIG. 2 - the same (plan view); in FIG. 3 - the same (front view); in FIG. 4 driving unit (longitudinal section); in FIG. 5 is a view A in FIG. four; in Fig.6 - sinking aggregate in the rock mass during the straightforward development; in FIG. 7 is a section BB in FIG. 6. explaining the presence of a gap: FIG. 8 - change of direction of movement of the head section of the unit; in FIG. 9 - sinking aggregate in the rock mass during the curvilinear development section.
Щитовой проходческий агрегат содержит режущий орган 1, головную 2, промежуточную 3 и хвостовую 4 секции и погрузочный орган (не показан), а также систему управления (не показана).The shield driving unit contains a
Головная секция 2 выполнена в виде цилиндрической обечайки 5 и содержит элементы зацепления 6 и 7, раму 8, кронштейны 9 и гидродомкраты 10. Обечайка 5 выполнена из нескольких спиральных витков листового профиля с нормально ориентированным к продольной оси секции торцом со стороны промежуточной секции. Элемент зацепления 6 (он же внешний движитель) выполнен в виде П-образного нормально направленного наружу выступа по краю профиля со стороны режущего органа. Элемент зацепления 7 выполнен в виде нормально направленного наружу буртика по противоположному краю профиля. При этом ширина внутреннего пространства П-образного выступа больше толщины буртика. Средние витки обечайки 5 находятся в зацеплении, как с предыдущим витком, так и с последующим, путем введения буртика 7 во внутреннее пространство П-образного выступа 6, и допускают взаимное перемещение витков, как угловое, так и по оси секции. На внутренней стенке первого со стороны режущего органа витка обечайки жестко закреплена рама 8, предназначенная для установки режущего органа 1. К внутренней стороне головной секции, равномерно распределенные по всей длине линии сопряжения витков, приварены кронштейны 9 крепления гидравлических домкратов 10 управления направлением движения агрегата, причем продольная ось домкрата ориентирована по нормали к линии подъема спирали сопряжения витков.The
Режущий орган 1 состоит из большого 11 и малых (одного, двух и более) 12 цепных баров в форме эллипса с резцами, их двигателей и редукторов. В исходном положении цепные бары 11 и 12 установлены на раме 8 перпендикулярно продольной оси агрегата и радиально направлены. Вылет стрелы малого бара 12 соответствует внешнему контуру цилиндрической поверхности головной секции, вылет стрелы большого бара 11 выходит за указанный контур на величину, соответствующую высоте лопасти внешнего движителя 6. При этом плоскость эллипса большого бара 11 ориентирована в створе с внешним движителем 6. Бары 11 и 12 установлены на раме 8 с возможностью радиального перемещения.The
Промежуточная секция 3 выполнена в виде двух цилиндров 13 (внутреннего) и 14 (наружного), при помощи буртиков 15 (наружного) и 16 (внутреннего) введенных в зацепление между собой с возможностью свободного вращения одного цилиндра относительно другого. На внутренней поверхности цилиндра 13 жестко закреплено зубчатое колесо 17. При этом один край цилиндра 13 жестко связан с торцом головной секции 2, например, сваркой, а противоположный край цилиндра 14 аналогичным образом связан с хвостовой секцией 4.The
Хвостовая секция 4 выполнена в виде цилиндрической обечайки 18 из нескольких спиральных витков листового профиля с нормально ориентированными к продольной оси секции торцами и содержит: элементы зацепления 19, 20, элементы противовращения 21, режущие органы 22 элементов противовращения, ведущую звездочку 23 с приводом вращения головной секции. Спиральный виток листового профиля со стороны головной секции имеет элемент зацепления 19, выполненный в виде П-образного выступа, направленный внутрь обечайки 18 и нормально ориентированный к ней. С противоположной стороны профиль имеет элемент зацепления 20, выполненный в виде буртика, также направленный по нормали внутрь обечайки 18. Ширина внутреннего пространства П-образного выступа больше толщины буртика, а высота буртика меньше высоты полок П-образного выступа. Средние витки обечайки связаны между собой и крайними витками путем введения буртика 20 во внутреннее пространство П-образного выступа 19. Такая связь допускает как продольное перемещение витков обечайки в пределах ширины внутреннего пространства П-образного выступа, так и угловое, нарушающее соосность соседних витков в любом направлении. Элементы противовращения 21 установлены вдоль продольной оси хвостовой секции на наружной поверхности каждого витка обечайки 18 и радиально ориентированы к ней. Перед элементом противовращения витка, контактирующего с промежуточной секцией 3, также на наружной поверхности обечайки установлен режущий орган 22 элемента противовращения, выполненный в виде трапецевидной фрезы и имеющий возможность перемещения по оси вращения фрезы.The
Зубчатое колесо 17, установленное на внутренней поверхности цилиндра 13 промежуточной секции 3, введено во внутреннее зацепление с ведущей звездочкой 23, установленной на внутренней поверхности обечайки 18 хвостовой секции 4.A
Перед началом проведения выработки агрегат устанавливают в исходное положение, при котором элементы противовращения 21 надежно зафиксированы от поворота вокруг продольной оси агрегата, режущий орган 1 вплотную придвинут к массиву горной породы, внешний движитель 6 введен в заранее подготовленный винтовой канал 24.Before the start of the development, the unit is installed in the initial position, in which the
Проведение подземной выработки круглого поперечного сечения осуществляется следующим образом. Включают в работу режущий орган 1 - цепи с резцами на большом 11 и малых 12 барах начинают двигаться.Underground excavation of circular cross section is as follows. The cutting
Включают приводы режущих органов 22 элементов противовращения 21 и привод ведущей звездочки 23, которая, оставаясь на месте, вращает зубчатое колесо 17 - внутренний цилиндр 13 промежуточной секции 3 и вместе с ним головная секция 2 начинают поворачиваться.The drives of the cutting
С началом вращательного движения головной секции 2 режущий орган 1 в составе большого Пи малых 12 цепных баров начинает разрушать массив горной породы, формируя проводимую выработку 25. При этом малый бар 12 (один или несколько) обеспечивает заданный диаметр проводимой выработки и гарантированный зазор между обечайкой головной секции и массивом вмещающих пород. Этот зазор обусловливается вылетом стрелы малого бара за контур обечайки головной секции и регулируется радиальным перемещением малого бара 12 по раме 8. Большой бар 11, разрушая горную породу в забое выработки, кроме того нарезает винтовой канал 24 в приконтурном массиве, в который входит лопасть внешнего движителя 6. При этом большой бар 11 нарезает винтовой канал 24 шире, чем толщина лопасти внешнего движителя 6. Опираясь на борт винтового канала 24 (дальний от забоя выработки) внешний движитель обеспечивает поступательное перемещение головной секции 2 на забой. При этом между лопастью внешнего движителя 6 и противоположным бортом винтового канала 24 существует гарантированный зазор.With the beginning of the rotational movement of the
При повороте головной секции 2 на один оборот вокруг своей оси:When the
- указанная секция, ввинчиваясь в породный массив по винтовому каналу 24, переместится на шаг навивки витков листового профиля;- the specified section, screwing into the rock mass through the
- за счет зацепления буртика 7 с П-образным выступом 6 переместится на ту же величину промежуточная секция 3, которая подтянет за собой и хвостовую секцию 4;- due to the engagement of the
- при движении хвостовой секции 4 вслед за головной каждый режущий орган 22 элемента противовращения нарежет в приконтурном массиве продольный канал 26 по длине равный шагу навивки витков обечайки головной секции, а сами элементы противовращения переместятся по этим каналам на ту же величину.- when the
То есть, формирование выработки, ввинчивание в нее головной секции агрегата и подтягивание хвостовой осуществляют одновременно.That is, the formation of the development, screwing into it the head section of the unit and pulling the tail is carried out simultaneously.
Выработку после агрегата крепят кольцевой рамной крепью.The development after the unit is fixed with an annular frame support.
При необходимости изменения направления проводимой выработки (непреодолимое препятствие, инженерные коммуникации и т.п.) сначала выключают режущий орган 1 при работающем некоторое время приводе звездочки 23. В результате этого все витки листового профиля головной секции 2 смыкаются в пределах зазоров между лопастью движителя и винтовым каналом - головная секция сжимается. Затем изгибают головную секцию, включая в работу гидродомкраты 10. При этом часть из них, расположенную дальше от оси искривления выработки (домкраты внешнего радиуса), - на выдвижение штока, другую часть, расположенную ближе к упомянутой оси (домкраты внутреннего радиуса) - на втягивание штока. Гидродомкраты, расположенные между ними (домкраты среднего радиуса), - остаются в нейтральном положении. Такой изгиб головной секции возможен только в пределах перемещения буртика 7 во внутреннем пространстве лопасти 6, а также за счет ликвидации зазора между лопастью внешнего движителя 6 и забойным бортом винтового канала 24.If it is necessary to change the direction of the development (insurmountable obstacle, utilities, etc.), the
В результате давления со стороны домкратов внешнего радиуса первый виток обечайки головной секции своей частью, дальней от центра искривления выработки, сместится к забойному борту винтового канала 24, а частью, расположенной ближе к центру искривления, останется на месте, удерживаемый гидродомкратами ближнего радиуса.As a result of pressure from the jacks of the outer radius, the first turn of the shell of the head section with its part farthest from the center of curvature of the mine will shift to the bottom of the
В следующем обороте головной секции эти операции повторяют и тем самым обеспечивают плавное искривление проводимой выработки в заданном направлении. При этом головная секция за счет зацепления витков листового профиля изгибается все больше и больше в заданном направлении, обеспечивая тем самым и искривление проводимой выработки.In the next turn of the head section, these operations are repeated and thereby ensure a smooth curvature of the production in the given direction. In this case, the head section, due to the engagement of the turns of the sheet profile, bends more and more in a given direction, thereby ensuring the curvature of the workings.
При подходе к началу искривления выработки хвостовой секции сначала обеспечивают необходимый зазор между элементами противовращения и боковыми стеками продольных каналов путем увеличения их ширины. Для этого режущие органы 22 элементов противовращения, выполненные в виде усеченного конуса, выдвигают дальше от обечайки агрегата. Затем хвостовую секцию изгибают профилем выработки за счет подтягивания вслед за головной секцией. При этом элементы противовращения располагаются в более широком продольном канале не соосно ему при любом изменении направления проведения выработки.When approaching the beginning of the curvature of the development of the tail section, they first provide the necessary clearance between the counter-rotation elements and the side stacks of the longitudinal channels by increasing their width. For this, the cutting
По выходе агрегата из криволинейной части выработки домкраты 10 выключают, а органы разрушения 22 элементов противовращения возвращают в исходное положение. За счет этого головная и хвостовая секции опять разместятся соосно.Upon exit of the unit from the curved part of the output, the
Способ строительства подземной выработки и щитовой проходческий агрегат связаны единым изобретательским замыслом. За счет выполнения головной и хвостовой секций в виде нескольких витков листового профиля, введенных в зацепление посредством выступа и буртика, агрегат получил относительную гибкость, что позволяет не только изгибать и сжимать указанные секции, но и проводить выработки различного назначения, искривленные в любой плоскости. Это свидетельствует о повышении эффективности строительства подземной выработки, т.е. о достижении цели изобретения.The method of constructing an underground mine and a shield tunneling unit are connected by a single inventive concept. Due to the implementation of the head and tail sections in the form of several turns of the sheet profile, engaged by means of a protrusion and a shoulder, the unit received relative flexibility, which allows not only to bend and compress these sections, but also to carry out workings for various purposes, curved in any plane. This indicates an increase in the efficiency of underground construction, i.e. to achieve the objective of the invention.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143978A RU2703027C1 (en) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018143978A RU2703027C1 (en) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2703027C1 true RU2703027C1 (en) | 2019-10-15 |
Family
ID=68280144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018143978A RU2703027C1 (en) | 2018-12-11 | 2018-12-11 | Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2703027C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11905835B1 (en) * | 2020-09-17 | 2024-02-20 | TopEng Inc. | Tunnel digging machine (TDM) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU94038745A (en) * | 1994-10-12 | 1996-09-10 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Tunneling shield |
| RU2066762C1 (en) * | 1993-05-11 | 1996-09-20 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Shaft-sinking shield set |
| RU112269U1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-01-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | ROLLING SHIELD UNIT |
| CN203499693U (en) * | 2013-09-23 | 2014-03-26 | 中铁隧道装备制造有限公司 | Dual-hinged and dual-mode explosion-proof inclined shaft tunnel boring machine |
| RU2552539C1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ" | Geohod (blade shield) |
| RU157899U1 (en) * | 2015-01-19 | 2015-12-20 | Открытое акционерное общество Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ" | ROLLING SHIELD UNIT |
| RU2015101381A (en) * | 2015-01-19 | 2016-08-10 | ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ" | GEO-WAY (PANEL SHIELD UNIT), BLADES OF THE ENGINE, EXECUTIVE BODIES OF THE BLADES OF THE ENGINE, BLADES OF THE ELEMENTS OF ANTIVERSITY, EXECUTIVE BODIES OF THE BLADES OF THE ELECTRONIC COMPONENTS |
-
2018
- 2018-12-11 RU RU2018143978A patent/RU2703027C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2066762C1 (en) * | 1993-05-11 | 1996-09-20 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Shaft-sinking shield set |
| RU94038745A (en) * | 1994-10-12 | 1996-09-10 | Российский научно-исследовательский институт горноспасательного дела | Tunneling shield |
| RU112269U1 (en) * | 2010-12-13 | 2012-01-10 | Государственное общеобразовательное учреждение высшего профессионального образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | ROLLING SHIELD UNIT |
| CN203499693U (en) * | 2013-09-23 | 2014-03-26 | 中铁隧道装备制造有限公司 | Dual-hinged and dual-mode explosion-proof inclined shaft tunnel boring machine |
| RU2552539C1 (en) * | 2013-12-04 | 2015-06-10 | ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ" | Geohod (blade shield) |
| RU157899U1 (en) * | 2015-01-19 | 2015-12-20 | Открытое акционерное общество Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ" | ROLLING SHIELD UNIT |
| RU2015101381A (en) * | 2015-01-19 | 2016-08-10 | ОАО Кемеровский опытный ремонтно-механический завод "КОРМЗ" | GEO-WAY (PANEL SHIELD UNIT), BLADES OF THE ENGINE, EXECUTIVE BODIES OF THE BLADES OF THE ENGINE, BLADES OF THE ELEMENTS OF ANTIVERSITY, EXECUTIVE BODIES OF THE BLADES OF THE ELECTRONIC COMPONENTS |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11905835B1 (en) * | 2020-09-17 | 2024-02-20 | TopEng Inc. | Tunnel digging machine (TDM) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3967463A (en) | Continuous tunnel boring machine and method | |
| US2466709A (en) | Tunneling machine | |
| CN110030009B (en) | Top excavator for long-distance tunneling and construction method thereof | |
| RU2703027C1 (en) | Method for construction of underground working and shield tunneling unit for its implementation | |
| CN204677221U (en) | A kind of tunnel moves supporting and protection structure | |
| CN104847393A (en) | Mobile tunnel supporting structure and tunnel construction method implemented under protection effect of mobile tunnel supporting structure | |
| WO2017159605A1 (en) | Large cross-section underground space constructing method and outer shell shield starting base | |
| CN102619529B (en) | Spiral pull and propulsion combined self-propelled tunneling device | |
| CN103703215B (en) | Excavating gear | |
| RU2552539C1 (en) | Geohod (blade shield) | |
| JP4454279B2 (en) | Shield machine and tunnel excavation method | |
| CN209892208U (en) | Top digging machine for long-distance tunneling | |
| KR101050756B1 (en) | Semi-shielded excavation device and tunnel excavation method using composite heavy pipe | |
| KR101636720B1 (en) | Tunnel boring apparatus to move back and forth | |
| WO2006112013A1 (en) | Shield tunneling machine and tunnel excavating method | |
| JP2578184B2 (en) | Ring drilling rig | |
| JP2020094442A (en) | Steel shell of drilling machine, and drilling machine | |
| JP2020100992A (en) | Bulkhead of drilling machine and drilling machine | |
| SU1285156A1 (en) | Entry-driving machine | |
| JP2020094440A (en) | Boring machine | |
| WO2014158039A2 (en) | Method of driving drifts and a set of machines for driving drifts | |
| RU2624852C1 (en) | Method of ensuring access to underground facility | |
| US4289356A (en) | Shield assemblies for installation in under-ground roadways and rock excavating machines including such shield assemblies | |
| JPH0533342A (en) | Device for removing existing concrete pile | |
| JP4660665B2 (en) | Multiple digging machine |