ñîäåðæàíèå .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ..
Погрузочные машины (ñòðîèòåëüñòâî ìåòðîïîëèòåíà)
Для механизированной погрузки предварительно разрыхленной взрывом или другим способом породы и прочих сыпучих и кусковых материалов применяют погрузочные машины, имеющие сравнительно небольшие размеры и специально приспособленные для работы в стесненных условиях подземных выработок.
Погрузочные машины подразделяют следующим образом:
по назначению — для горизонтальных выработок, для наклонных выработок, для погрузки породы, для погрузки полезных ископаемых;
по типу рабочего (исполнительного) органа — ковшовые, с нагребающими скребками (лапами);
по характеру движения рабочего органа — цикличного (периодического) действия (с рабочим органом ковшового типа) и непрерывного действия (с автоматическим рабочим органом нагребающего типа);
по ходовому механизму — на колесном и гусеничном ходу;
по роду используемой энергии — электрические и пневматические.
Машины на колесном ходу имеют хорошую маневренность, но требуют непрерывного наращивания рельсовых путей. Машины на гусеничном ходу менее маневренны, но имеют большое напорное усилие и поэтому более производительны.
Погрузочные машины периодического действия подразделяют на следующие типы:
с прямым способом передачи груза — из ковша непосредственно в транспортные средства (вагонетку, думпер и т. д.) или в отвал;
со ступенчатым способом передачи груза-из ковша на конвейер и далее в транспортные средства или в отвал.
Машины с прямым способом передачи груза по виду применяемой энергии делятся на пневматические и электрические. Предназначены они для погрузки кусков породы крупностью 200-350 мм при проведении выработок малого сечения.
Рис. 54. Погрузочные машины:
а — ППН-lc; б — 1ППН-5; в — ПНБ-Зк; 1 — ковш; 2 — корпус; 3 — устройство для сцепки с вагонеткой; 4 — ходовое устройство; 5 и 6 — конвейеры; 7 — погрузочный орган; 8 — нагребающие лапы
Машины со ступенчатым способом передачи груза имеют электропривод и предназначены для погрузки кусков породы крупностью до 400 мм при сооружении тоннелей диаметром 5,5 м и более.
Пневматическая погрузочная машина ППН-lc (рис. 54, а) имеет два двигателя (один приводит в движение погрузочный орган, другой перемещает машину по рельсовому пути). Машина имеет ковш-лопату 1, перебрасывающий породу через ее корпус 2 в вагонетку. Со стороны, противоположной ковшу, машина имеет устройство 3 для сцепки с вагонеткой. Корпус смонтирован на поворотном круге и имеет возможность вместе с лопатой поворачиваться относительно пути на 30? в каждую сторону, что увеличивает фронт погрузки. Машина отличается простой конструкцией и управлением, надежностью в работе. Рабочий цикл машины, сцепленной с вагонеткой, состоит из наезда на отвал породы с внедрением в него ковша и опрокидывания ковша в вагонетку.
Погрузочная машина 1ППН-5 (рис. 54, б) имеет электрический привод, она перемещается и работает на рельсовом пути. Машина состоит из корпуса с продольным транспортером и ковшовым устройством со стрелой, которая вместе с ковшом 1 может поворачиваться как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях. Под выступающей за пределы машины хвостовой частью конвейера помещается вагонетка, соединенная для равномерной загрузки с выдвижным сцепным устройством 3. Возможность подъема конвейера на угол до 25? позволяет вести погрузку в вагонетки различной высоты и вместимости. Для пылеподавления машина оборудована оросительной системой.
Погрузочная машина ПНБ-Зк (рис. 54, в) непрерывного действия имеет электрический привод, рабочий орган нагребающего типа, самоходную тележку на гусеничном ходу, погрузочный орган, стрелу конвейера, гидравлическую и электрическую части и систему орошения. Машина оборудована нагребающими лапами, установленными эксцентрично на дисках, при вращении которых лапы совершают захватообразные движения. Машина имеет независимые приводы гусеничного хода, погрузочного органа, скребкового конвейера и насосной станции. Для регулирования высоты разгрузки хвостовая часть конвейера может перемещаться в вертикальной плоскости. Минимальная высота разгрузки составляет 1200 мм, максимальная— 2400 мм. Конвейер может поворачиваться в горизонтальной плоскости на 45? в обе стороны от оси машины. Для погрузки породы, лежащей ниже уровня рельсового пути, погрузочную головку можно опустить на 380 мм.
Для механизированной погрузки породы в забоях наклонных выработок на укладчики ТНУ навешивают погрузочные машины навесного типа. Погрузочная навесная машина МПН (рис. 55) состоит из металлоконструкции, закрепляемой на укладчике. Для перемещения подвижной рамы машины по направляющим неподвижной рамы используют лебедку. В подвижной раме смонтирована каретка с приводом, имеющая возможность перемещения в поперечном направлении. В передней части каретки подвешена телескопическая рука, на которой смонтирован грейфер с приводом от гидроцилиндра. Справа, в портальной части укладчика, размещена кабина 4 машиниста. Разработанная шорода захватывается грейфером, рука его перемещается в крайнее верхнее положение и отводится назад, где производится выгрузка породы в скип.
Рис. 55. Схема установки погрузочной машины МПН на укладчике обделки ТНУ:
1 — укладчик ТНУ; 2 — неподвижная рама; 3 — подвижная рама с кареткой; 4 — кабина; 5 — телескопическая рука; 6 — скип; 7 — грейфер
Для погрузки взорванной скальной породы в выработках большого поперечного сечения (35-70 м2) применяют тоннельные экскаваторы с рабочим органом в виде прямой лопаты.
При проходке и углублении стволов для погрузки взорванной породы в бадью применяют пневмопогрузчики. Рабочее оборудовав ние такого пневмопогрузчика — грейфер — подвешен к пневмоподъемнику или электротали. Грейфер при смыкании лопастей захватывает породу, подъемник или таль обеспечивают подъем грейфера. Опускается грейфер под действием собственного веса, при этом его раскрытые лопасти внедряются в разрыхленную породу.
Бурильные установки и агрегаты
В тоннелестроении используют бурильные установки и агрегаты на рельсовом, гусеничном и пневмоколесном ходу, оснащенные манипуляторами-механизмами, предназначенными для установки и перемещения тяжелых перфораторов и бурильных машин. Управляют бурением с центрального пульта, оно полностью механизировано. Конструкции современных бурильных установок и агрегатов, помимо бурения, позволяют выполнять заряжание шпуров, оборку породы, возведение временной крепи. Бурильные машины по принципу действия разделяют на машины вращательного и ударно-вращательного действия.
Бурильная установка БУ-1 (рис. 56) ударно-вращательного действия предназначена для бурения шпуров в забоях горизонтальных выработок сечением 6-20 м2. Установку можно использовать также при бурении шпуров для анкерной крепи в кровле выработок высотой не менее 4,2 м. Установку транспортируют электровозом или погрузочной машиной. Винтовой податчик перемещает бурильную головку и обеспечивает осевой нажим. Для установки бурильной машины в выработке в распор имеются два пневмоцилиндра. С помощью манипулятора бурильная машина перемещается по забою и удерживается в заданном положении. На опорной тележке установки имеются захваты для ее крепления к рельсам при бурении и боковые опоры для придания ей устойчивости.
Самоходная бурильная установка ударно-вращательного действия на гусеничном ходу СБУ-2 предназначена для обуривания забоев горизонтальных подземных выработок высотой от 2 до 5,5 м. При высоте выработки не менее 4,2 м с помощью модернизированной установки СБУ-2М можно бурить шпуры в подошве и кровле выработки.
Рис. 56. Бурильная установка БУ-1:
1 — винтовой автоподатчик; 2 — бурильная машина; 3 — манипулятор; 4 — опорная тележка на колесном ходу
Самоходная бурильная установка СБУ-2М состоит из двух бурильных машин вращательно-ударного действия, двух манипуляторов, тележек, станин и гусеничного хода. Податчик машины перемещает бурильную головку и обеспечивает осевой нажим. Подъем, поворот и вращение манипулятора, подъем и поворот бурильной машины относительно манипулятора обеспечиваются гидроцилиндрами.
Бурильные машины снабжены глушителями шума, в 3-4 раза снижающими его уровень. Для снятия затупленных коронок установка оборудована пневмосъемником.
Бурильная установка СБУ-2Б с бурильными головками БГА-2 предназначена для бурения шпуров в породах с fкр>10.
Бурильные установки оснащены навесным оборудованием, предназначенным для выполнения работ по осмотру и оборке кровли, заряжанию и забойке шпуров.
Бурильная установка (каретка) БКГ-2 с гидроударником предназначена для бурения шпуров в подземных выработках сечением 9-22 м2 в породах с fкр<16. Установка смонтирована из двух бурильных машин (в состав каждой входят податчик и бурильная головка), двух манипуляторов, пульта управления и механизма передвижения. Надвигание бурильной машины на забой обеспечивает специальный гидроцилиндр. При бурении установку крепят к рельсам захватами, которые смонтированы на раме механизма передвижения.
Бурильная установка БУЭ-3 с электроприводом предназначена для бурения шпуров при проведении горизонтальных подземных выработок сечением 9-25 м2 в породах с fкр<16. Установка состоит из двух бурильных машин, двух манипуляторов, двух верхних тележек и механизма передвижения. При бурении шпуров к бурильным машинам подается вода для промывки.
Рис. 57. Бурильная установка (каретка) ЗБК-5Д:
1 — привод; 2 — кабина; 3 — манипулятор; 4 — перфораторы; 5 — аутригеры
Бурильная установка (каретка) ЗБК-5Д (рис. 57) на пневмо-ходу оборудована тремя перфораторами и манипуляторами, имеет выносные опоры-аутригеры.
Для механизированного обуривания забоев служит агрегат АБТ-5,5, состоящий из самоходной бурильной установки (каретки), укладчика обделки, тележки нагнетания, погрузочной машины и платформы со стрелочным переводом. Металлоконструкция укладчика выполнена таким образом, что пропускает бурильную установку (каретку) и сама может откатываться по рельсам на безопасное при взрыве расстояние. При передвижении агрегата лапы гидроцилиндров упираются в торец собранного кольца обделки.
В качестве рабочих органов бурильных установок и агрегатов применяют буры и коронки.
Машины для земляных работ, выполняемых открытым способом
Машины для земляных работ по назначению разделяют на:
землеройные, предназначенные для выполнения одной операции— отделения грунта от массива (экскаваторы);
землеройно-транспортные, которые не только отделяют грунт от массива, но и перемещают его (бульдозеры, скреперы);
специальные, предназначенные для уплотнения грунтов (катки, трамбовки, виброуплотнители), для свайных работ (вибропогружатели, дизель-молоты).
Машины для земляных работ различают также по виду привода (электрический, внутреннего сгорания, гидравлический, комбинированный), но ходовому оборудованию (гусеничные, пневмоко-лесные, шагающие, рельсовые), по климатическому исполнению (обычное, северное, тропическое), по условиям воздействия на грунт (периодического действия, когда технологические операции выполняются последовательно или с частичным совмещением; непрерывного действия, когда все операции выполняются одновременно и непрерывно).
При открытом способе строительства метрополитена наибольшее применение получили одноковшовые экскаваторы — самоходные машины периодического действия, предназначенные для разработки грунта, погрузки его в транспортные средства и укладки в отвал или возводимое земляное сооружение.
Сменное рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов (рис. 58) предназначено для выполнения различных земляных работ. Прямая лопата (рис. 58, а) служит для разработки грунта, расположенного выше уровня стоянки экскаватора, в процессе копания ковш движется вверх от экскаватора.
Обратная лопата (рис. 58, б) служит для разработки грунта, находящегося ниже уровня стоянки, при этом ковш движется вверх в сторону экскаватора. Драглайн (рис. 58, в) предназначен для разработки грунта ниже уровня стоянки; его ковш, имеющий гибкую подвеску на стреле, движется вверх в сторону экскаватора. Грейфер (рис. 58, г) — это грузозахватное приспособление с поворотными челюстями, предназначенное для выемки грунта из-под воды, погрузки и разгрузки сыпучих и мелкокусковых материалов, разработки узких и глубоких траншей, выемки грунта при проходке стволов способом опускной крепи в тиксотропной оболочке и производстве работ способом «стена в грунте».
Для разработки грунта слоями, параллельными поверхности забоя, используют машины послойного резания — бульдозеры и скреперы. Эти машины не только роют, но и транспортируют грунт на некоторое расстояние, поэтому их называют также землеройно-транспортными машинами. Работа таких машин возможна на грунтах, обладающих достаточной несущей способностью и хорошим сцеплением с колесами или гусеницами. В переувлажненных грунтах работа таких машин невозможна, поэтому в них предварительно проводят искусственное водопонижение.
Рис. 58. Сменное рабочее оборудование одноковшовых экскаваторов:
а-прямая лопата; б-обратная лопата; в-драглайн, г — грейфер; д — копер для забивки свай; е — грузоподъемный кран; ж — струг; э — рыхлитель грунта
Рис. 59. Бульдозер ДЗ-54:
1 — базовый трактор; 2 — гидроцилиндры поворота отвала; 3-отвал; 4 — козырек; 5 — ножи; 6 — толкающие брусья; 7 — раскос; 8 — опорный шарнир
Базой бульдозера (рис. 59) является трактор, оборудованный толкающей рамой, на которую навешен жесткий управляемый отвал, предназначенный для срезания грунта и его перемещения волоком. В транспортном положении отвал поднят над поверхностью земли, и бульдозер может передвигаться, не касаясь грунта отвалом. При движении трактора вперед для разработки грунта отвал опускают, его передняя, оснащенная ножами, кромка срезает слой грунта и перемещает его.
Скрепером называют машину периодического действия, представляющую собой ковш на колесном ходу, который загружается в движении при послойном резании грунта, используется для транспортирования набранного грунта к месту отвала и разгружается в движении на отвале, образуя слой отсыпки.
Прицепные скреперы предназначены для тракторной тяги. Для работы с таким скрепером используют тракторы, оборудованные лебедками или гидрофицированные. Полуприцепные скреперы представляют собой сочетание одноосного тягача и скреперного полу-прицепа. Самоходные скреперы представляют собой постоянно скомпонованные машинные агрегаты, состоящие из одноосного тягача и скреперного устройства, которое имеет самостоятельный привод и ходовые колеса.
Для погружения в грунт и извлечения из него свай и шпунта применяют специальные установки, состоящие из механизма, обеспечивающего погружение свай (свайного молота, вибропогружателя), копра и силового оборудования. Свайный дизель-молот работает на дизельном топливе. Рабочим органом дизель-молота является подвижной цилиндр, ударяющий по наголовнику сваи или шпунту.
Вибропогружатели предназначены для погружения в грунт и извлечения из него металлического шпунта, свай и труб. Вибропогружатель состоит из вибратора с электродвигателем наголовника, закрепляемого на верхнем конце шпунта или сваи, и пригрузочной плиты.
Оборудование для шахтного водоотлива и вентиляции
Шахтный водоотлив. При сооружении горных выработок в них постоянно поступают подземные воды. Для удаления воды из шахты на поверхность устраивают водоотлив (рис. 60).
При проходке тоннеля на подъем вода отводится, как правило, самотеком по лотку, но в забое при этом установлены насосы, которые включают на время выполнения работ в лотке тоннеля. При проходке тоннеля вниз, под уклон, воду откачивают насосами, расположенными у забоя, и промежуточными водоотливными установками. В забое при этом устанавливают рабочие и резервные насосы, обеспечивающие непрерывную откачку воды из забоя. Насосные установки промежуточного водоотлива имеют не менее двух (один рабочий, другой резервный) агрегатов, размещаемых непосредственно в выработке или в специальной камере. Работают эти установки в автоматическом режиме в зависимости от наполнения водосборника.
Удаление воды из забоя при разработке грунта в лотке тоннеля и монтаже лотковых элементов обделки, а также при откачке воды из ячеек тюбингов во время чеканочных работ осуществляется при помощи специальных —пневмонасосов или переносных центробежных электронасосов, предназначенных для откачивания загрязненных шахтных вод.
При проходке шахтных стволов для откачки воды из забоя устанавливают не менее двух насосов (рабочий и резервный). Насосы и пусковую аппаратуру монтируют на металлической раме, которую надежно крепят к подвесным полкам или люлькам.
Забойные и промежуточные установки подают воду в основной водосборник главного водоотлива, откуда она откачивается насосами на поверхность и пройдя очистные сооружения, сбрасывается в городской водосток, водоем или специально отведенное место.
Рис. 60. Шахтный водоотлив:
а — расположение главной (I), вспомогательной (II) и забойных (III) водоотливных установок в водоотливной камере и тоннельных выработках; б — размещение главной водоотливной установки в камере; 1 — насосный агрегат; 2 — приспособление для подъема и монтажа деталей установки; 3 — нагнетающий трубопровод; 4 — всасывающий трубопровод; 5 — перекрытие камеры
Рис. 61. Системы вентиляции:
а — приточная (нагнетательная); б — вытяжная (всасывающая); в — комбинированная (приточно-вытяжная); 1 — забой; 2 — воздуховод (вентиляционная труба); 3 — воздухонепроницаемая перемычка; 4 — дополнительный вентилятор
Главную водоотливную установку располагают вблизи ствола и оснащают не менее чем тремя насосными агрегатами.
Вентиляция. При ведении проходческих работ в атмосферу горной выработки выделяются пыль и газы, оказывающие неблагоприятное действие на работающих. Для подачи свежего воздуха в шахту применяют шахтную вентиляцию. Различают следующие системы вентиляции: приточную (рис. 61, а), при которой свежий воздух вентиляционной установкой подается по воздуховодам 2 в забой 1, а загрязненный воздух по выработке направляется к выходу; вытяжную (рис. 61,6), когда свежий воздух под атмосферным давлением поступает в забой по выработке, а загрязненный удаляется по воздуховоду под действием разряжения, создаваемого всасывающими вентиляторами; комбинированную (рис. 61, в), по которой одна вентиляционная установка работает на всасывание, а другая — на нагнетание. Для уменьшения длины нагнетательного воздуховода при этом устраивают воздухонепроницаемую перемычку 3.
Движение воздуха по горным выработкам или воздуховодам обеспечивают вентиляторы — машины для принудительной подачи воздуха. Вентилятор в комплекте с приводом, пусковой аппаратурой и устройствами по управлению воздушным потоком составляет вентиляционную установку. Главную вентиляционную установку размещают, как правило, вблизи ствола на поверхности.
В зависимости от принятой схемы проветривания вентилятор может нагнетать свежий воздух в шахту или вытягивать из Шахты отработанный. При втором способе в шахте понижается давление воздуха, и о поверхности под атмосферным давлением свежий воздух устремляется в шахту.
В зимнее время температура подаваемого в шахту воздуха должна быть не ниже +2?С. Для обогрева воздуха применяют калориферы. Вентиляционные установки имеют устройства для реверсирования— изменения направления движения воздушной струи.
Для проветривания отдельных участков шахты или забоев служат установки местного проветривания, которые состоят из вентиляторов и воздуховодов.
В качестве воздуховодов в период строительства тоннелей широко применяют стальные трубы диаметрами 500, 600 и 800 мм. По мере продвигания забоя трубы наращивают.
В призабойной зоне размещают местную побудительную установку из двух вентиляторов. Назначение местных вентиляторов — обеспечить циркуляцию воздуха в призабойной зоне в целях исключения загазованности воздуха в местах, удаленных от конца всасывающей трубы основной системы вентиляции.
Вентиляцию выработок при проводке тоннелей в искусственно замороженных грунтах осуществляют по специальному режиму, не допускающему оттаивания грунта в забое.
Для проветривания сооружений действующих метрополитенов устраивают вентиляционные каналы из железобетонных элементов или монолитного железобетона, металлические воздуховоды круглого и прямоугольного сечений и асбоцементные короба. В целях глушения шума, возникающего при работе вентиляторов, стволы вентиляционных шахт, перегородки отсеков выкладывают шумопо-глощающими (пористыми) блоками.
Контрольные вопросы
Перечислите основные элементы проходческих щитов.
В чем состоит отличие механизированных проходческих щитов от немеханизированных?
Каковы назначение и устройство укладчиков обделки?
Какие типы погрузочных машин применяются в тоннелестроении?
Назовите основные виды рабочего оборудования одноковшовых экскаваторов.
Какими машинами оборудуют шахтный водоотлив и вентиляцию?
ñîäåðæàíèå .. 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 ..