CC BY
168
30
И.Б.Катанов
2. Катанов И.Б. Создание машины для удаления воды из взрывных скважин смесью сжатого воздуха и поерхностно активного вещества. / И.Б.Катанов, В.А.Матренин, И.Х.Шаф. Сб. науч.тр. ВостНИИ. -Кемерово, 1980. С. 30-31.
3. Катанов И.Б. Моделирование процесса формирования скважинных зарядов с пеногелевой забойкой. - Кемерово : Вестн. КузГТУ, 2005. № 5 (50). С. 54-56.
□ Автор статьи:
Катанов Игорь Борисович
- канд.техн.наук, доц. каф. ОРМПИ
УДК 622.232:622.233
В.Ф. Горбунов, Ю.Д. Григоренко, М.Д. Войтов, С.Ю. Григоренко
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПРОВЕДЕНИЯ ТОННЕЛЯ МОДЕРНИЗИРОВАННЫМ ЩИТОМ 1П.П-1С
Сооружение перегонных тоннелей первой очереди Красноярского метрополитена ведется под застроенными зданиями городской территорией на глубине от 35 до 65 м от поверхности. Геологическое
строение трассы тоннелей пред-
ЩН-1С круглой формы. Конструктивные решения щита традиционные Он состоит из следующих основных частей: ножевого кольца, опорного кольца, хвостовой части, вертикальных и горизонтальных перегородок, выдвижных площадок и
стика приведена в табл. 1.
Строящиеся перегонные тоннели имеют протяженность от 900 до 3000 м. Существующие темпы из проходки составляют 25-30 м/мес. Низкие показатели скорости сооружения тоннелей связаны прежде всего
Таблица 1
Техническая характеристика щита ЩН-1С
Наименование параметров Ед. изм. Значение
1. Внешний диаметр щита мм 5684
2. Длина щита мм 2500
3. Количество щитовых гидроцилиндров шт. 18
4. Количество выдвижных платформ шт. 3
5. Рабочее давление в гидросистемах: щитовой МПа 20
забойной и платформенной 6,3
6. Суммарное усилие щитовых гидроцилиндров кН 17510
7. Усилие прямого хода забойного или платформенного гидроцилиндра кН 60
8. Производительность насосных установок гидросистемы щита л/мин 70
9. Масса щита т 110,0
ставлено сложной осадочной системы силовых гидроцилинд- с тем, что процесс разрушения толщей разнозернистых вывет- ров. Его техническая характери- пород забоя немеханизирован и ренных, трещиноватых песчаников с прослоями мергелей, алевролитов, гравелитов, линзами известняков. Физикомеханические свойства вмещающих пород следующие: плотность - 2,1-2,2 г/см3; пористость - 24%; сопротивление Яс - 2,9-15,0 МПа; коэффициент крепости по шкале М.М. Про-тодьяконова - 1,0-4,0; абразивность по шкале Барона-Кузнецова - до 20 мг.
Строительство перегонных тоннелей ведется с использованием механизированных щитов
Технико-экономические показатели Скорость проведения выработки, м/мес
проектная 78
с учетом коэффициента готовности
технологической схемы, Кг.т.с. 62
Подвигание забоя за цикл, м 1
Продолжительность цикла, ч 6
Продолжительность работы забоя в сутки, ч 18
Тех. осмотр подъемной машины и обслуживание
проходческого щита в сутки, ч 6
Число проходчиков в смену, чел 4
Производительность труда проходчиков:
м3 в свету/чел.-см. 5,1
м/чел.-см. 0,25
Рис. 1. Схема исполнительного органа избирательного действия 1 - вал рабочей турели; 2 - подшипники скольжения; 3 - реечный механизм; 4 - гидроцилиндры
осуществляется с помощью отбойных пневматических молотков звеном проходчиков из 4-х человек.
В целях повышения уровня механизации и скорости проведения перегонных тоннелей возникла необходимость в создании установки для механического разрушения пород забоя щитом ЩН-1С.
В настоящее время в конструкции механизированных щитов для разрушения породы используются исполнительные органы различного типа: роторные, планетарные, избирательного действия, качающиеся, экскаваторные и т. д. [1, 2].
Учитывая горно-
геологические условия трассы перегонных тоннелей Красноярского метрополитена, в качестве рабочего органа для щита был выбран исполнительный орган (ИО) избирательного действия с конической режущей головкой. Основными требованиями при его разработке и установке на щите являются следующие:
- размещение органа должно производится без существенных изменений конструкции и несущей способности щита ЩН-1С.
- конструкция ИО должна обеспечивать разрушение пород забоя по всей его площади с учетом круглой формы щита, точности его передвижения и выполнения других процессов проходческого цикла согласно паспорту ведения гонных работ, в частности, возможности работы породопогрузочной машины с основания щита;
- с пульта управления работой ИО должен быть хороший обзор по всему периметру забоя.
На рис. 1 показана схема исполнительного органа щита с одной конической головкой. Она принята за основу для разработки компоновочной схемы механизма разрушения пород забоя для щита ЩН-1С. При ее использовании разрушение породы происходит за счет вра-
щения резцовой коронки, закрепленной на стреле, перемещающейся за счет гидравлических домкратов как в горизонтальном, так и вертикальном направлениях (патент на полезную модель №43588 РФ. Проходческий щит [3]).
Вал рабочей турели вращается в двух опорах (подшипни-
ки скольжения) с помощью реечного механизма. Диаметр зубчатого колеса вала наружный - 384 мм. Число зубьев 2=22. Ширина колеса - 250 мм. Колесо вращается с помощью рейки, к которой прикреплены спаренные гидроцилиндры.
Длина рейки 1290 мм, ширина -200 мм. Угол поворота зубчато-
Рис. 2. Схема обработки нижней Рис 3 Схема обработки верх-части забоя тоннеля ней части забоя тоннеля
Рис. 4. Схема зачистки забоя исполнительного органом
32 В.Ф. Горбунов, Ю.Д. Григоренко, М. Д. Войтов, С.Ю. Григоренко
Рис. 5. Расстановка проходческого оборудования по процессам цикла при щитовой проходке тоннеля а - разработка исполнительным органом нижней части забоя тоннеля; б - погрузка отбитой горной массы нижней части забоя; в - перемещение щита ЩН-1С домкратами к забою; г - монтаж кольцевой тюбинговой крепи; 1 - шит; 2 - ИО; 3 - 1ПНБ; 4 - эректор; 5 - лотковый щит; 6 - самоходный вагон
го колеса ±185 .
Очередность работы ис- 1. С помощью двух гидро-
полнительного органа в проход- цилиндров подъема коронка
ческом цикле исполнительного органа подво-
а
б
в
г
Рис. 6. График организации работ
дится в нижнюю точку забоя, включается вращение коронки.
2. С помощью гидроцилиндров стрелы ИО производится внедрение коронки в массив на 500 мм.
3. Гидроцилиндрами подъема производится перемещение коронки снизу до поперечной оси выработки (рис. 2).
4. После разрушения нижней части забоя исполнительный орган поднимается выше горизонтальной оси выработки. После этого начинается уборка разрушенной горной массы. По
окончании уборки по аналогичной схеме (зеркальное отображение) разрушается верхняя часть забоя.
5. После выгрузки разрушенной горной массы производится зачистка груди забоя по всей площади забоя с помощью исполнительного органа
(рис. 4).
Цикл разрушения закончен, производится перемещение оболочки щита на 500 мм к груди забоя. Возведение тюбинговой крепи производится через два цикла проходки, так как
ширина тюбинга 1 м.
Расстановка проходческого оборудования по процессам цикла при щитовой проходке тоннеля показана на рис. 5.
Модернизация проходче-
ского щита ЩН-1С позволила увеличить скорость проведения тоннеля Красноярского метро в 2,2 раза, а также повысить безопасность и комфортность труда проходчиков.
График организации работ приведен на рис. 6.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Насонов И.Д., Федюкин В.А., Шуплик М.Н. Технология строительства подземных сооружений. Учебник для вузов в 3-х частях. Ч.П. Строительство горизонтальных и наклонных выработок. М., Недра, 1983, 272 с.
2. Эллер А.Ф., Горбунов В.Ф., Аксенов В.В. Винтовые проходческие агрегаты. - Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1992, -192 с.
3. Патент на полезную модель №43588 РФ. Проходческий щит.
□ Авторы статьи:
Горбунов Валерий Федорович
- докп. техн. наук, проф.
каф. «Стационарные и транспортные машины»
Григоренко Юрий Дмитриевич
- канд. техн. наук, зам. ген. директора по научной работе ОАО «КузНИИшах-тострой», докторант каф. «Строительство подзем-
Войтов Михаил Данилович
- канд. техн. наук, доц. каф. «Строительство подземных сооружений и шахт»
Григоренко Станислав Юрьевич
- аспирант каф. «Стационарные и транспортные машины»
ных сооружений и шахт»
