Проходческий щит

Союз СоветсиикСоциапмстичесиикРеспублик СКОМУ С ТЕЛЬСТВУ Н) Дополнительное к авт. саид-ву 2)Заявлено 25.07.8 1)М) 2968014/22-03 6 Е 21 прис нением заявк ударстввнный комнтвт 23) Приорите двлам нзвбрвтвн бликовано 28,02. 82. Бюллетен та опубликования описания 28.) ПРОХОДЧЕСКИЙ Ц земн строий с по- выдвиж м ите и можетвенно при нымбыт ро о- ки с мен м м зобретение относится к и троительству, а именно к ьству подземных сооружен ю проходческих щитов с и шандорными элементами,использовано преимущес ходке участков на трасса ными горногеологическимиИзвестен проходческий щит, наружную поверхность которого образуют выдвижные шандорные элементы, установленные в направляющих на корпусе щита и соединенные с ним гидроцилиндрами выдвижения. Передвижение такого щита осуществляетсяпутем подтягивания корпуса щита к ранее поочередно выдвинутым шандорным элементам 1 1.Известный способ передвижения щитов основан на том факте, что усилия трения наружных поверхностей шандор о породу превышает усилия трения их внутренних поверхностей по направляющим корпуса агрегата, однако для его осуществления необходимо наличие натрассе тоннеля пород относительнооднородных, равномерно обжимающихнаружную поверхность проходческого шНедостатком такого щита является ненадежность сцепления наружных поверхностей шандор с породой, ос бенно пои наличии в забое выработ прослоек устойчивых, вязких или увлажненных пород. Контактирующие с этой прослойкой шандоры при попытке передвижения корпуса щита будут отодвигаться назад из-за недостаточного трения на контакте их наружных поверхностей с породой. Это может привести к вывалам породы в забое, осложнениям при передвижении корпуса щита, что в конечном итоге затруднит ведение проходки,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо у результату является проходческий щит, включающий корпус с выполПроходческий щит работает следующим образом (работа предлагаемого проходческого щита рассматривается на примере первого варианта его конструктивного выполнения).Для выдвижения шандоры 3 гидро- цилиндр 4 включается на выдвижение штока 8.При этом усилие гидроцилиндра 4 через описанную кинематическую связь (шток 8, проушину 16, шарнир 15, рычаги 14, ось 12, зубчатую шестерню 3 908467ненными на его наружной поверхностипродольными направляющими, шандорныеэлементы, установленные в направляющих корпуса и снабженные выдвижнымигрунтозацепами, и закрепленные на 5корпусе щита гидроцилиндры перемещения шандорных элементов ( 2 ,Недостатком его является необходимость выполнения дополнительных операций на выдвижение и уборку грунто Ьзацепов.Кроме того, при такой конструкциивозможны случаи, когда даже при недостаточно обжатой породой шандоревыдвижение ее стопора окажется затруднительным если в породе противэтого стопора в момент выдвижениябудет находиться монолитный блокили твердый прослоек.1 акая шандора при передвижениикорпуса щита будет самопроизвольноотодвигаться назад с отрицательнымипоследствиями,Цель изобретения - повышение эффективности и безопасности эксплуатации щита путем автоматическогособлюдения последовательности процессов перемещения грунтозацепов ишандорных элементов.Указанная цель достигается тем,что каждый из грунтозацепов крнематически связан с соответствующим гидроцилиндром перемещения, при этом каждый шандорный элемент имеет ограничители хода кинематической связи.На фиг, 1 изображен проходческий35щит, разрез по продольной оси; нафиг, 2 - вид А на фиг. 1 (вид спереди на щит); на фиг, 3 - узел 1 наФиг. 1 вариант предлагаемой конструк)40ции проходческого щита; на фиг. 4разрез Б-Б на фиг, 3; на фиг. 5 -узел 1 на фиг, 1 при втором вариантепредлагаемой конструкции; на фиг, 6фаза работы предлагаемого щита при45выдвижении шандоры; на фиг. 7 - тоже, при перемещении его корпуса,Проходческий щит состоит из корпуса 1, на наружной поверхности которого в направляющих 2 установлены выдвижные шандорные элементы 3, образу 5 Ьющие наружную оболочку щита и передвигаемые относительно корпуса щитав направлении проходки посредствомгидроцилиндровЦит снабжен механизмами для разработки породы, выдачи ее от забоя,а также для возведения крепи тоннеля(не показаны). 4На каждом шандорном элементе 3 внаправляющих 5, установленных накорпусе шандорного элемента 3, смонтирован грунтозацеп б, имеющий возможность выдвижения в окружающую щипороду через проем 7 в наружной оболочке шандорного элемента 3.Грунтозацеп б кинематически связан со штоком 8 гидроцилиндра 4, закрепленного на кронштейне 9 корпуса1 щита.Как вариант, кинематическая связьгрунтозацепа б может быть выполненав виде зубчатой рейки 10, закрепленной на грунтозацепе б и имеющей зацепление с шестерней 11, закрепленнсйна оси 12.Ось 12 имеет возможность поворотав проушинах 13, закрепленных на корпусе выдвижного шандорного элемента3. На оси 12 закоеплены рычаги 14,соединенные шарниром 15 с проушиной16 штока 8 гидравлического цилиндра4. На оси 12 закреплен рычаг 17, перемещение которого ограничивается регулируемыми упорами 18, выполненными,например, в виде силовых болтов, ввинченных в планках, закрепленных на корпусе шандорного элемента 3.На фиг. 5 изображен второй вариантконструктивного исполнения кинематической связи грунтозацепа 6 с гидроцилиндром 4 выдвижения шандорногоэлемента,Во втором варианте на грунтозацепе 6 в проушинах 19 закрепленаось 20, входящая в паз 21 рычага 22,закрепленного на оси 12.Рычаг 22 шарниром 15 соединен спроушиной 16 штока 8 гидроцилиндра 4.В этом варианте конструкция такжеснабжена закрепленным на оси 12 рычагом 17, перемещение которого ограничивается регулируемыми упорами 185 9084 11, зубчатую рейку 10) действует с одной стороны на выдвижной грунтозацеп 6, а с другой стороны через ось 12 и проушины 13 - на корпус выдвижного шандорного элемента 3. 5За счет обычных конструктивных приемов сопротивление перемещения элементов описанной кинематической связи гидроцилиндра 4 с выдвижным грунтозацепом 6 вместе с сопротивлением перемещения грунтозацепа 6 может быть заведомо меньшим сопротивления выдвижения шандорного элемента 3, поэтому вначале происходит перемещение элементов этой кинематической связи, убирающих грунтозацеп 6 в корпус шандорного элемента 3.Таким образом, при включении гидроцилиндра 4 на выдвижение шандорно го элемента 3 шток 8 через проушину 16 и шарнир 15 воздействует на рычаги 14, закрепленные на оси 12, которая, поворачиваясь, поворачивает закрепленную на ней шестерню 11, которая при этом через зубчатую рейку 10 задвигает грунтозацеп 6 оо внутрь корпуса шандорного элемента 3 Одновременно поворачивается рычаг 17, закрепленный на оси 12, в кон 30 це своего хода упираясь в верхний упор 18.В этом положении усилие гидроцилиндра 4 через упор 18, ось 12 и проушины 13 начинает действовать 55 на корпус шандорного элемента 3, выдвигая его вперед (при задвинутом внутрь корпуса грунтозацепе 6). На фиг. 6 дано иэображение проходческого щита в фазе выдвижения шандорного элемента 3. Направление вывыдвижения шандорного элемента 3 указано стрелкой.После выполнения работ проходческого цикла с последовательным выдвижением всех шандорных элементов 3 производится передвижение корпуса 1 проходческого щита, для чего гидроцилиндры 4 включаются на уборку што 50 ка 8.Таким образом усилие гидроцилиндра 4 одновременно воздействует и на грунтозацеп 6, и на корпус шандорно- . го элемента 3.Так как сопротивление выдвижения55 грунтозацепа 6 вместе с сопротивлением перемещения в элементах, связывающих его кинематически с гид 67 6 роцилиндром 4, заведомо меньше сопротивления передвижения корпусашандорнога элемента 3, находящегося полностью или частично под действием горного давления, то сначала происходит выдвижение грунтозацепа 6 в породу следующим образом. Вток 8 гидроцилиндра 4, втягиваясь, через проушину 16 и шарнир 15 поворачивает рычаги 14 вместе с осью 12 и шестерней 11, которая в свою очередь через зубчатую рейку 10 выдвигает грунтозацеп 6 в проем 7 наружной оболочки выдвижного шандорного элемента 3.Величина выдвижения грунтозацепа6 в породу зависит либо от величиныуглового перемещения рычага 17, ограниченного нижним упором 18, либоот величины усилия внедрения, прилагаемого от гидроцилиндоа 4 к грунтозацепу 6 через описанную кинематическую связь,В отдельных случаях из-за прочости участка породы прилагаемого кгрунтозацепу 6 усилия не будет достаточно для его внедрения на всювеличину, определенную величиной углового перемещения рычага 17 до упора 18,Однако и в этом, и в предыдушемслучаях выдвижение грунтозацепа 6повышает усилие сцепления шандорыс породой и препятствует ее самопроизвольному отодвиганию в момент, когда после выдвижения грунтозацепов 6под совокупным действием всех гидроцилиндров 4 на втягивание штоков 8начинается передвижение корпуса 1щита к ранее выдвинутым шандорнымэлементам 3.На фиг. 7 дано изображение проходческого щита в фазе выдвижениякорпуса щита, Направление перемещения корпуса 1 щита показано стрелкой. При необходимости в оазличных горногеологических условиях ход выдвижения грунтозацепоц по величине можетбыть изменен посредством регулируемых упоров, предусматриваемых в конструкции. Такая конструкция проходческого щита исключает необходимость введения в процессе его эксплуатации отдельных операций по выдвижению грунтозацепов и их уборке, так как эти операции, производятся автоматичес 908467О 15 20 25 ки в нужной последовательности с операциями выдвижения шандор и перемещения корпу а щита, что, в конечномитоге, повышает эффективность применения проходческого щита данной конструкции,В данной конструкции сопротивление отодвиганию шандор при перемещении корпуса щита повышено за счетусилия на торцовой кромке грунтозацепов даже в тех отдельных случаях,когда грунтоэацепы не могут бытьвнедрены в породу в начальный моментпередвижения корпуса щита из-за ихпопадания на твердый прослоек породы.А так как в предлагаемом щитеконструктивно обеспечивается тенденция к выдвижению грунтозацепа вовесь период передвижения корпуса щита, то при произвольном отодвиганиишандоры, грунтозацеп которой поописанной причине в начальный момент передвижения корпуса щита невнедрился в породу, этот грунтозацеп внедрится в породу в первомвозможном для этого месте в мягкой прослойке, трещине уступе крепкой породы). Это свойство конструкции повышаетее безопасность при экслуатации,формула изобретенияПроходческий щит, включающий корпус с выполненными на его наружнойповерхности продольными направляющими, шандорные элементы, установленныев направляющих корпуса и снабженныевыдвижными грунтоэацепами, и закрепленные на корпусе щита гидроцилиндрыперемещения шандорных элементов,о т л и ц а ю щ и й с я тем, что,4с целью повышения эффективности и безопасности эксплуатации щита путемавтоматического соблюдения последовательности процессов перемещениягрунтозацепов и шандорных элементов,каждый из грунтозацепов кинематицески связан с соответствующим гидро-цилиндром перемещения, при этом каждый шандорный элемент имеет ограничители хода кинематицеской связи,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент СССР 1 ь 496748,кл. Е 21 О 9/06, 1971.2. Заявка ФРГ У 2407584,кл. 19 Г 3/02, опублик, 1974.исное ент", г. Ужгород,лиал ППППроектна ИИПИ Заказ 694/11 Тираж 624