Блокоукладник для похилих тунелів

Изобретение относится к области горного дела, в частности, к оборудованию для возведения сборной обделки наклонных тоннелей, и может быть использовано при сооружении наклонных тоннелей в крепких породах с использованием буровзрывного способа. Известен блокоукладчик для наклонных тоннелей, включающий металлоконструкцию, поворотный рычаг, привод вращения рычага, выдвижные площадки и лебедку. Блокоукладчик установлен с возможностью перемещения вдоль оси тоннеля по кронштейнам с катками, закрепленным на обделке тоннеля [1]. Описанный блокоукладчик позволяет возводить сборную обделку при сооружении наклонных тоннелей. При проведении буровзрывных работ блокоукладчик может перемещаться с помощью лебедки вверх по тоннелю, а затем опускаться вниз, в рабочее положение. Однако данный блокоукладчик должен быть оборудован лебедкой с высоким тяговым усилием и должен иметь сложную систему рабочих и аварийных тормозов. Кроме того, тяговый и страховочный канаты лебедки затрудняют перемещение транспортных средств (скипов и тележек), используемых для откатки разрушенной породы и доставки элементов крепления тоннеля и материалов. Все это приводит к снижению производительности блокоукладчика. Наиболее близким из известных технических решений является блокоукладчик для наклонных тоннелей, включающий металлоконструкцию, установленную с возможностью перемещения вдоль оси тоннеля на кронштейнах, закрепленных на обделке тоннеля, поворотный рычаг, привод вращения рычага, выдвижные площадки, челюстную погрузмашину, установленную на металлоконструкции блокоукладчика с возможностью перемещения вдоль оси тоннеля и включающую подвижную раму и шарнирно установленную на ней телескопическую стрелу с челюстями, и механизм перемещения блокоукладчика, содержащий продольные направляющие, закрепленные на металлоконструкции блокоукладчика с правой и левой стороны, ползуны с поворотными захватами, установленные с возможностью перемещения в продольных направляющих и соединенные с металлоконструкцией гидроцилиндрами перемещения, и поворотные стопоры, закрепленные по бокам металлоконструкции блокоукладчика [2]. В описанном блокоукладчике благодаря наличию механизма перемещения с гидроцилиндрами исключается необходимость использования лебедки для перемещения блокоукладчика и обеспечивается возможность свободного перемещения транспортных средств. Гидравлический механизм перемещения прост по конструкции, имеет малые поперечные габариты и высокую надежность. Кроме того, наличие челюстной погрузмашины механизирует уборку отбитой породы и повышает скорость сооружения тоннеля. Однако при перемещении блокоукладчика поворотные стопоры вводятся в зацепление с обделкой тоннеля, ползуны с поворотными захватами отводятся назад гидроцилиндрами подачи, после чего поворотные захваты вводятся в зацепление с обделкой тоннеля, а поворотные стопоры выводятся из зацепления с обделкой, и блокоукладчик перемещается гидроцилиндрами перемещения вверх. После перемещения блокоукладчика на величину хода гидроцилиндров перемещения поворотные стопоры вновь вводятся в зацепление с обделкой тоннеля и цикл повторяется. Циклический характер перемещения блокоукладчика с периодическими его остановками приводит к тому, что время, необходимое для перемещения блокоукладчика на расстояние, обеспечивающее безопасное проведение буровзрывных работ, увеличивается, а производительность блокоукладчика резко снижается. Все это приводит к тому, что описанный блокоукладчик применяется преимущественно при сооружении тоннелей в слабых породах, не требующих применения буровзрывных работ и связанных с этим перемещений блокоукладчика. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования блокоукладчика для наклонных тоннелей, в котором в результате установки дополнительных ползунов с поворотными захватами и дополнительных гидроцилиндров перемещения, а также благодаря особенностям гидравлического соединения дополнительных и основных гидроцилиндров перемещения обеспечивается автоматическое втягивание штоков дополнительных гидроцилиндров перемещения при выдвижении штоков основных гидроцилиндров перемещения и наоборот, в результате чего процесс перемещения блокоукладчика становится непрерывным, сокращается время, затрачиваемое на перемещение блокоукладчика и повышается его производительность при сооружении наклонных тоннелей в крепких породах с использованием буровзрывного методаработ. Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом блокоукладчике для наклонных тоннелей, включающем металлоконструкцию, установленную с возможностью перемещения вдоль оси тоннеля на кронштейнах, закрепленных на обделке тоннеля, поворотный рычаг, привод вращения рычага, выдвижные площадки, челюстную погр узмашину, установленную на металлоконструкции блокоукладчика с возможностью перемещения вдоль оси тоннеля и механизм перемещения блокоукладчика, содержащий продольные направляющие, закрепленные на металлоконструкции блокоукладчика с правой и левой стороны, и ползуны с поворотными захватами, установленные с возможностью перемещения в продольных направляющих и соединенные с металлоконструкцией гидроцилиндрами перемещения, поршневые и штоковые полости которых соединены с выходами гидрораспределителя, на металлоконструкции блокоукладчика закреплены дополнительные продольные направляющие, в которых с возможностью перемещения установлены дополнительные ползуны с поворотными захватами, соединенные с металлоконструкцией блокоукладчика дополнительными гидроцилиндрами перемещения, при этом поршневые и штоковые полости дополнительных гидроцилиндров перемещения соединены с выходами дополнительного гидрораспределителя, один из входов которого соединен со входом гидрораспределителя гидроцилиндров перемещения, а второй - с выходом реверсивного гидрораспределителя, причем второй выход реверсивного гидрораспределителя соединен со вторым входом гидрораспределителя гидроцилиндров перемещения. Ниже показаны причинно-следственные связи между существенными признаками заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом. Закрепление на металлоконструкции блокоукладчика дополнительных продольных направляющих и установка в них с возможностью перемещения дополнительных ползунов с поворотными захватами позволяет при перемещении блокоукладчика вводить в зацепление с обделкой тоннеля поворотные захваты дополнительных ползунов и освобождать основные захваты; - соединение дополнительных ползунов с металлоконструкцией блока-укладчика дополнительными гидроцилиндрами перемещения обеспечивает возможность перемещения блокоукладчика в то время, когда основные захваты выведены из зацепления с обделкой тоннеля; - соединение поршневых и штоковых полостей дополнительных гидроцилиндров перемещения с выходами дополнительного гидрораспределителя, один из входов которого соединен со входом гидрораспределителя гидроцилиндров перемещения, а второй - с выходом реверсивного гидрораспределителя, и соединение второго выхода реверсивного гидрораспределителя со вторым входом гидрораспределителя гидроцилиндров перемещения обеспечивает автоматическое втягивание штоков основных гидроцилиндров перемещения при выдвижении штоков дополнительных гидроцилиндров перемещения и наоборот - втягивание штоков дополнительных гидроцилиндров перемещения при выдвижении штоков основных гидроцилиндров выдвижения, в результате чего обеспечивается непрерывность перемещения блокоукладчика, На фиг.1 представлен блокоукладчик, вид сбоку; на фиг.2 - вид А на фиг.1; на фиг.3 - вид Б на фиг.2; на фиг.4 - вид В на фиг.3; на фиг.5 сечение Г - Г на фиг.3; на фиг.6 - принципиальная гидравлическая схема механизма перемещения блокоукладчика. Блокоукладчик для наклонных тоннелей включает в себя металлоконструкцию 1, установленную с возможностью перемещения вдоль оси 2 тоннеля по кронштейнам 3, закрепленным на обделке 4 тоннеля. На металлоконструкции 1 блокоукладчика установлен поворотный рычаг 5, привод 6 вращения рычага 5, выдвижные площадки 7 и челюстная погрузмашина 8. Челюстная погрузмашина 8 установлена с возможностью перемещения вдоль металлоконструкции 1 и включает подвижную раму 9 и шарнирно соединенную с ней телескопическую стрелу 10 с челюстями 11, соединенную гидроцилиндрами 12 с подвижной рамой 9. На металлоконструкции 1 установлен также механизм перемещения блокоукладчика. Ме ханизм перемещения блокоукладчика включает продольные направляющие 13 и 13', закрепленные на металлоконструкции 1 блокоукладчика с правой и левой стороны соответственно. В продольных направляющих 13 и 13' с возможностью перемещения установлены ползуны 14 и 14' с поворотными захватами 15 и 15'. Поворотные захваты 15 и 15' соединены с ползунами 14 и 14' гидроцилиндрами 16 и 16'. Ползуны 14 и 14' соединены с металлоконструкцией 1 блокоукладчика гидроцилиндрами перемещения 17 и 17' соответственно. На металлоконструкции 1 блокоукладчика с правой и левой стороны закреплены дополнительные продольные направляющие 18 и 18', в которых с возможностью перемещения установлены дополнительные ползуны 19 и 19' с поворотными захватами 20 и 20' и гидроцилиндрами 21 и 21'. Дополнительные ползуны 19 и 19' соединены с металлоконструкцией 1 блокоукладчика дополнительными гидроцилиндрами перемещения 22 и 22'. Поршневые полости гидроцилиндров перемещения 17 и 17' снабжены гидрозамками 23 и 23' и дросселями с обратным клапаном 24 и 24', а поршневые полости дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' соответственно гидрозамками 25 и 25' и дросселями с обратным клапаном 26 и 26'. Поршневые и штоковые полости гидроцилиндров перемещения 17 и 17' соединены с выходами гидрораспределителя 27, а поршневые и штоковые полости дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' соединены с выходами дополнительного гидрораспределителя 28. Один из входов дополнительного гидрораспределителя 28 соединен со входом гидрораспределителя 27, а второй вход дополнительного гидрораспределителя 28 соединен с выходом реверсивного гидрораспределителя 29. Второй выход реверсивного гидрораспределителя 29 соединен со вторым входом гидрораспределителя 27 основных гидроцилиндров перемещения 17 и 17'. Поршневые и штоковые полости гидроцилиндров 16 и 16' поворота захватов 15 и 15' соединены с выходом гидрораспределителя 30, а поршневые и штоковые полости гидроцилиндров 21 и 21' поворота захватов 20 и 21' - с выходом гидрораспределителя 31. Работа механизмов блокоукладчика обеспечивается насосной установкой 32, выход которой соединен с гидрораспределителями 30, 31 и 29 напорной магистралью 33. Предлагаемый блокоукладчик для наклонных тоннелей работает следующим образом. В начале работы блокоукладчик находится у забоя, захваты 15 и 15' и дополнительные захваты 20 и 20' находятся в зацеплении с обделкой 4 тоннеля, гидрораспределители 27, 28 и 29 находятся в среднем положении. Отбитая порода при помощи погрузмашины 8 загружается в скипы (на рисунках не показаны). При этом порода захватывается челюстями 11, установленными на телескопической стреле 10, после чего телескопическая стрела 10 гидроцилиндрами 12 перемещается вверх в среднее положение и рама 9 вместе со стрелой 10 перемещается вдоль металлоконструкции 1 назад, челюсти 11 раскрываются и порода выгружается в скип. Затем погрузмашина 8 вновь перемещается вперед, телескопическая стрела 10 поворачивается гидроцилиндрами 12, перемещая челюсти 11 к отбитой породе. После того, как вся отбитая порода убрана, погрузмашина 8 отводится в крайнее заднее положение и с помощью поворотного рычага 5 устанавливается очередное кольцо обделки 4 тоннеля. При этом элемент крепления тоннеля (бетонный блок или чугунный тюбинг) снимается с блоковозки (на рисунке не показана) поворотным рычагом 5, после чего рычаг 5 поворачивается приводом 6 в положение, необходимое для его установки в кольцо. Элементы соединяются между собой с выдвижных площадок 7. После окончания монтажа кольца обделки с этих же выдвижных площадок производится обуривание забоя и шпуры заряжаются взрывчатыми веществами. Во избежание повреждений блокоукладчика во время взрывания породы его перемещают назад по тоннелю на расстояние 12 15м. Для этого поворотные захваты 20 и 20' дополнительных ползунов 19 и 19' гидроцилиндрами 21 и 21' выводятся из зацепления с обделкой 4 тоннеля и устанавливаются вертикально, после чего гидрораспределители 27 и 28 переключаются в положение "а", реверсивный гидрораспределитель 29 также переключается в положение "а" и рабочая жидкость от насосной установки 32 по напорной магистрали 33 через гидрораспределители 29 и 27, гидрозамки 23 и 23' и дроссели с обратным клапаном 24 и 24' поступает в поршневые полости гидроцилиндров перемещения 17 и 17'. Штоки гидроцилиндров перемещения 17 и 17' выдвигаются, в результате чего блокоукладчик перемещается по кронштейнам 4 назад, вверх по тоннелю. Рабочая жидкость при этом вытесняется из штоковых полостей гидроцилиндров перемещения 17 и 17' и через гидрораспределители 27 и 28 в штоковые полости дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22'. Давление рабочей жидкости в штоковых полостях дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' повышается, гидрозамки 25 и 25' открываются и штоки дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' втягиваются. Рабочая жидкость из поршневых полостей дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' через дроссели с обратным клапаном 26 и 26', гидрозамки 25 и 25' и гидрораспределители 28 и 29 уходит на слив. При втягивании штоков дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' дополнительные ползуны 19 и 19' перемещаются по дополнительным продольным направляющим 18 и 18' назад вдоль металлоконструкции 1. После того, как штоки гидроцилиндров перемещения 17 и 17' выдвинутся полностью и блокоукладчик передвинется назад на величину хода штоков, реверсивный гидрораспределитель 29 переключается в среднее положение, захваты 20 и 20', установленные на дополнительных ползунах 19 и 19' гидроцилиндрами 21 и 21' поворачиваются и вводятся в зацепление с обделкой 4 тоннеля, а захваты 15 и 15' гидроцилиндрами 16 и 16' выводятся из зацепления с обделкой 4 и поворачиваются в вертикальное положение. Реверсивный гидрораспределитель 29 переключается в положение "б" и рабочая жидкость от насосной установки 32 через гидрораспределители 29 и 28, гидрозамки 25 и 25' и дроссели с обратным клапаном 26 и 26' поступает в поршневые полости дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22'. Поскольку поворотные захваты 20 и 20' находятся в зацеплении с обделкой 4 тоннеля, то блокоукладчик при этом продолжает перемещаться по кронштейнам 3, закрепленным на обделке 4 тоннеля, вверх по тоннелю. Рабочая жидкость из штоковых полостей дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22', вытесняемая при выдвижении штоков, через гидрораспределители 28 и 27 поступает в штоковые полости гидроцилиндров перемещения 17 и 17'. При повышении давления рабочей жидкости в штоковых полостях гидроцилиндров перемещения 17 и 17' гидрозамки 23 и 23' открываются, штоки гидроцилиндров перемещения 17 и 17' втягиваются и рабочая жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров перемещения 17 и 17' вытесняется через гидрораспределители 27 и 29 на слив. Ползуны 14 и 14' с захва тами 15 и 15' перемещаются в направляющих 13 и 13' назад вдоль металлоконструкции 1 блокоукладчика. Поскольку выдвижение штоков гидроцилиндров перемещения 17 и 17' происходит одновременно с втягиванием штоков дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' и наоборот, то перемещение блокоукладчика происходит практически без остановок и время, затрачиваемое на перемещение блокоукладчика на расстояние, необходимое для безопасного проведения взрывных работ, сокращается. После того, как блокоукладчик переместится на расстояние, достаточное для безопасного проведения взрывных работ (12 - 15м). Гидрораспределители 27, 28 и 29 переключаются в среднее положение, поворотные захваты 15 и 15', установленные на ползунах 14 и 14', и поворотные захваты 20 и 20', установленные на дополнительных ползунах 19 и 19', вводятся в зацепление с обделкой 4 тоннеля, блокоукладчик выключается, обслуживающий персонал выводится из тоннеля и производится взрывание породы в забое тоннеля. Когда заканчивается проветривание тоннеля после взрыва, блокоукладчик вновь перемещается к забою. Для этого поворотные захваты 20 и 20', установленные на дополнительных ползунах 19 и 19', гидроцилиндрами 21 и 21' выводятся из зацепления с обделкой 4 тоннеля и устанавливаются вертикально. Гидрораспределители 27 и 28 переключаются в положение "б". Реверсивный гидрораспределитель 29 переключается в положение "а" и рабочая жидкость от насосной установки 32 через напорную магистраль 33, гидрораспределители 29 и 27 поступает в штоковые полости гидроцилиндров перемещения 17 и 17'. При повышении давления в штоковых полостях гидроцилиндров перемещения 17 и 17' открываются гидрозамки 23 и 23' и штоки гидроцилиндров перемещения 17 и 17' начинают втягиваться. Поскольку поворотные захваты 15 и 15' находятся в зацеплении с обделкой 4 тоннеля, то при втягивании штоков гидроцилиндров перемещения 17 и 17' блокоукладчик по кронштейнам 3 перемещается вперед, вниз по тоннелю. Рабочая жидкость из поршневых полостей гидроцилиндров перемещения 17 и 17' вытесняется через дроссели с обратным клапаном 24 и 24', что обеспечивает поддержание необходимого давления рабочей жидкости в поршневых полостях гидроцилиндров перемещения 17 и 17' и ограничивает скорость перемещения блокоукладчика при его перемещении вниз. Рабочая жидкость, вытесненная из поршневых полостей гидроцилиндров перемещения 17 и 17', через гидрораспределители 27 и 28 поступает в поршневые полости дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22'. Штоки дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' при этом выдвигаются, перемещая дополнительные ползуны 19 и 19' с поворотными захватами 20 и 20' в направляющих 18 и 18' вперед вдоль металлоконструкции 1, После того, как штоки гидроцилиндров перемещения 17 и 17' полностью втянутся, а штоки дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' полностью выдвинутся, реверсивный гидрораспределитель 29 переключается в среднее положение, захваты 20 и 20' гидроцилиндрами 21 и 21' поворачиваются и вводятся в зацепление с обделкой 4 тоннеля, затем поворотные захваты 15 и 15' гидроцилиндрами 16 и 16' выводятся из зацепления с обделкой 4 тоннеля и устанавливаются вертикально. Реверсивный гидрораспределитель 29 переключается в положение "б", и рабочая жидкость от насосной установки 32 подается в штоковые полости дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22'. Гидрозамки 25 и 25' открываются и рабочая жидкость из поршневых полостей дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' через дроссели с обратным клапаном 26 и 26', гидрозамки 25 и 25', гидрораспределители 28 и 27, гидрозамки 23 и 23' и дроссели с обратным клапаном 24 и 24' поступает в поршневые полости гидроцилиндров перемещения 17 и 17'. Штоки дополнительных гидроцилиндров перемещения 22 и 22' втягиваются, а штоки гидроцилиндров перемещения 17 и 17' - выдвигаются, в результате чего блокоукладчик продолжает перемещаться вперед, вниз по тоннелю по кронштейнам 3, а ползуны 14 и 14' с захватами 15 и 15' одновременно с этим перемещаются вперед вдоль металлоконструкции 1 по направляющим 13 и 13'. Таким образом, перемещение блокоукладчика вперед, вниз по тоннелю, также происходит непрерывно, что сокращает затраты времени, необходимые на перемещение блокоукладчика к забою. После того, как блокоукладчик будет подведен к забою, гидрораспределители 27, 28 и 29 переключаются в среднее положение, все поворотные захваты вводятся в зацепление с обделкой 4 тоннеля, погрузмашина 8 перемещается вдоль металлоконструкции 1 вперед и начинается уборка отбитой породы. Цикл работ повторяется. При необходимости (ремонтные и наладочные работы) гидроцилиндры перемещения 17 и 17' и дополнительные гидроцилиндры перемещения 20 и 20' могут перемещаться независимо друг от друга. Для включения гидроцилиндров перемещения 17 и 17' реверсивный гидрораспределитель 29 переключается в положение "а", после чего переключая распределитель 27 в положение "а" или "б", выдвигают или втягивают штоки гидроцилиндров перемещения 17 и 17'. Дополнительный распределитель 28 при этом остается в среднем положении, Для включения дополнительных гидроцилиндров перемещения 20 и 20' реверсивный гидрораспределитель переключается в положение "б", гидроцилиндры управляются дополнительным гидрораспределителем 28. Гидрораспределитель 27 при этом остается в среднем положении. Поскольку по меньшей мере одна из пар захватов - 15 и 15' или дополнительные 20 и 201 постоянно находятся в зацеплении с обделкой 4 тоннеля, то нет необходимости в использовании специальных стопоров как при работе блокоукладчика, так и при проведении ремонтных работ. Таким образом, благодаря установке дополнительных ползунов с поворотными захватами, соединенных с металлоконструкцией дополнительными гидроцилиндрами перемещения, и особенностям выполнения гидравлической системы блокоукладчика обеспечивается непрерывное перемещение блокоукладчика как при движении назад, вверх по тоннелю, так и при движении вперед, вниз по тоннелю, что резко уменьшает затраты времени на перемещение блокоукладчика и позволяет повысить производительность блокоукладчика при сооружении наклонных тоннелей в крепких породах с использованием буровзрывного метода работ.