Проходческие машины и комплексы

Проходческие комбайны

Основные типы проходческих машин для проведения горизонтальных и наклонных подготовительных выработок.

Проходческим комбайном называется комбинированная горная машины для механизированного проведения горных выработок с выполнением не менее двух основных операций – разрушение горной породы и погрузки ее в транспортные средства.

В настоящее время по способу отработки забоя определились три основных типа проходческих машин:

Комбайны избирательного действия предназначены для проведения выработок любой формы, кроме круглой. Исполнительный орган при отработке забоя совершает качательные движения в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Коронка органа выполняется либо продольно-режущей, либо поперечно-режущей, вращающейся относительно оси перпендикулярной к оси стрелы. Комбайны имеют гусеничную ходовую часть и могут быть использованы при проведении горизонтальных и наклонных выработок по углю, углю с присечкой породы с пределом прочности при одноосном сжатии до 70МПа и показателем абразивности до 15 мг по Л.И.Барону в забоях опасных по газу и пыли.

Для разрушения горных пород резцовые коронки рабочих органов оснащаются тангенциальными поворотными резцами РКС и радиальными резцами типа РПП-2 армированными твердосплавными вставками.

Погрузочные органы выполняются одно-двухвальными нагребающими лапами или плоскими дисками, имеющими форму трех-шестилучевой звезды, которые в ряде случаев значительно повышают эксплуатационные качества. Для устойчивости комбайны оснащаются гидрофицированными аутригерами по два на каждую сторону комбайна. Для борьбы с пылеобразованием комбайны оборудуются системой подавления пыли, состоящей из средств орошения зоны разрушения форсунками и средствами пылеотсоса.

Наиболее производительными и обладающими достаточными силовыми и энергетическими параметрами являются комбайны КСП-32, А-110 (Украина) по породам с пределом прочности до 100 МПа, суммарной мощностью до 300 кВт, АМ-105 фирмы «Фест-Альпине» (Австрия), Е-200, EVR-160, Wirth N 1,24 (Германия), которые превосходят серийные машины РФ по энерговооруженности в 1,4-2 раза, технической производительности и надежности в 1,2-1,3 раза.

Преимуществами комбайнов избирательного действия являются относительная простота конструкции, возможность селективной выемки, способность проведения выработок различного сечения (рисунок 1).

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Рисунок 1. Проходческий комбайн КП 200 Копейского завода

К недостаткам следует отнести неурановешенность исполнительных органов в продольном и поперечном направлениях, неравномерность усилий подачи в крайних положениях орган, относительно низкую производительность по сравнению с комбайнами бурового действия.

К комбайнам бурового действия относятся машины для проведения подготовительных выработок по углю, калийным солям и некрепким породам до ¦£ 4, а также породопроходческие комбайны для выработок по абразивным породам с коэффициентом крепости ¦£ 8÷10 сечением до 20 м 2 (рисунок 2). Отличительной особенностью комбайнов является наличие роторного органа одновременно обрабатывающего всю площадь забоя, который может быть одноосевым, соосно планшайбовым и планетарным.

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Рисунок 2. Проходческий комбайн бурового типа ПК-8М

Малые скорости вращения (до 10 об/мин), энергонасыщеный привод (до 500 кВт) и устойчивое за счет распора в стенки выработки положения комбайна обеспечивают разрушение высокопрочных пород. Погрузочные органы буровых комбайнов представляют кольцевые ковшовые грузчики, которыми отбитая масса с почвы выработки поднимается вверх и высыпается на центрально расположенный перегружатель. Ходовое оборудование комбайнов – гусеничное, либо распорно-шагающие устройства в виде распорных и подающих гидродомкратов.

Буровые комбайны сложнее стреловидны, тяжелее (масса до 130 т) и дороже, поэтому они целесообразны при проведении чисто породных выработок протяженностью не менее 800-1000 м. Конструкции, разработанные в СНГ: ПК-8, КРТ, а также комбайны Копейского машзавода для выработок по калийным солям: Урал-20А, Урал-10А, Урал-61, Урал-20Р. Последние снабжены рабочими органами в виде двух объемно-планетарных буров в сочетании с бермовыми фрезами и оконтуривающими верхнюю и нижнюю части выработки резцовыми барабанами. Наиболее энергоемким является комбайн КРТ с роторно-торовым органом, установленной мощностью в 550 кВт для пород с ¦£ 10. Комбайн оснащен с тангенциальными дисковыми шарошками, тремя погрузочными ковшами и работает в выработках до ±10°.

К достоинствам буровых комбайнов следует отнести высокую энерговооруженность, что позволяет им работать по породам различной крепости, высокую производительность, отсутствие специальных погрузочных устройств. Недостатки: сложность конструкции, невозможность селективной выемки и крепления выработки у забоя, трудность доступа к забою при замене инструмента.

К комбайнам флангового действия относятся Караганда-7/15, обрабатывающий забой при цикличной подаче качанием рабочего органа по фронту забоя, либо при непрерывной подаче – по фронтальной схеме, а также комбайны непрерывного действия типа ДВТ Континьюис (Германия) мощностью на режущем органе 2х209 кВт с зарубкой в верхней части забоя и резанием при движении (раздвижного по ширине) органа сверху вниз.

Источник

Назначение, область применения, классификация

Проходческий комплекс, как правило, состоит из серийных проходческих машин, объединенных технологически и кинема­тически в единую систему, обеспечивающую комплексную меха­низацию всех работ проходческого цикла.

Основной машиной в проходческих комплексах является обычно проходческий комбайн или другая проходческая машина, определяющая главный технологический параметр — произво­дительность комплекса. По этому главному параметру создаются или выбираются из серийных другие машины, составляющие ком­плекс и обеспечивающие производительность (с учетом резерва) по всей технологической цепи.

Машины и механизмы, входящие в проходческие комплексы, связаны по-разному. Так, комплексы оборудования для прове­дения выработок буровзрывным способом представляют собой набор серийных машин, которые лишь функционально связаны между собой и относительно независимо механизируют процессы проходческого цикла. Основной машиной такого комплекса яв­ляется погрузочная или буропогрузочная машина, применяемая в комплекте с удлиненным ленточным перегружателем или кон­вейером. Такой проходческий комплекс (правильнее — комплект оборудования) имеет все недостатки буровзрывного способа про­ведения горных выработок и не решает задачи комплексной меха­низации и автоматизации всех проходческих работ.

В проходческих комплексах, где основной машиной является проходческий комбайн, применяемый с ленточным перегружате­лем и машинами или механизмами для возведения крепи, машины связаны между собой конструктивно и технологически в единую систему.

Проходческие комплексы классифицируют по следующим ос­новным признакам:

способу проведения выработок —буровзрывной, комбайновый;

типу основной машины — с проходческим комбайном, с буро-погрузочной или погрузочной машиной;

виду комбайна — проходческий, нарезной;

типу проходческого комбайна — избирательного или бурового действия;

углу наклона выработок — горизонтальных, с углом наклона до 10, от 11 до 20 и до 35°;

месту установки постоянной крепи — на расстоянии или непо­средственно у забоя;

форме выработки — круглая, арочная, трапециевидная, пря­моугольная, овальная;

сечению выработки — однопутные; двухпутные;

виду крепи — анкерная, деревянная, металлическая, тюбин­говая, набрызг-бетон, монолитный бетон;

способу проведения выработки — узким или широким забоем;

назначению выработки — нарезные по углю и сланцам (раз­резные печи, ходки, просеки и т. п.), подготовительные по углю и смешанному забою; основные по породе (полевые штреки, квер­шлаги).

Наиболее сложную задачу представляет создание оборудова­ния для механизации возведения крепи параллельно с работой комбайна, конструктивно и технологически связанного с осталь­ным оборудованием проходческого комплекса. В этой области на­метилось два направления:

первое — установка постоянной крепи на некотором рас­стоянии от забоя вне зоны применяемого проходческого оборудо­вания. Это возможно при устойчивой кровле и применении вре­менной крепи в призабойной зоне проводимой выработки. В каче­стве временной крепи может быть использована анкерная крепь, которую при благоприятных условиях применяют и как постоян­ную. В этих случаях с помощью установленных на комбайне на манипуляторах одной или двух бурильных машин в породах кровли проводимой выработки (а в некоторых случаях и в стенках) бурят вертикальные и наклонные шпуры, устанавливают в них анкеры и подхватывают ими верхняки крепи. Другое решение предусматривает применение в качестве временной крепи двух-стоечных секций гидрофицированной распорно-шагающей крепи, кинематически связанной с проходческим комбайном (см. далее § 4. Проходческий комплекс КН-5). Существуют и другие реше­ния с применением временной крепи (см. далее § 4 и 5);

второе — установка постоянной крепи непосредственно у забоя, что в наибольшей степени способствует поддержанию проводимой выработки.

При проведении горных выработок проходческими щитовыми комплексами механизация возведения постоянной крепи осущест­вляется специальными крепеукладчиками для укладки тюбингов (см. далее § 6).

В проходческих комплексах, как и в проходческих комбайнах, для пылеподавления применяют орошение и пылеотсос, для про­ветривания тупикового забоя — вентилятор местного проветри­вания.

§ 2. Нарезной комплекс КН

Комплекс КН предназначен для механизации проведения на­резных выработок по углю (разрезные печи, просеки, ходки и т. п.) на пологих пластах с углом падения до 18° мощностью от 0,7 до 1,1м, не опасных по внезапным выбросам угля и газа.

В состав комплекса КН (рис. 28.1) входят нарезной комбайн /, скребковый перегружатель 2, скребковый конвейер (или скрепер-

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

ная установка) для доставки разрушенного угля из разрезной печи к штреку и два гидродомкрата передвижения 4 (от серийной крепи «Спутник») с распорными стойками 3 Механизм перемеще­ния комбайна — гидравлический, распорно-шагающий. Комплекс комплектуется системой орошения для пылеподавления и венти­лятором местного проветривания для подачи свежего воздуха по вентиляционным трубам к забою проводимой выработки

Нарезной комбайн комплекса КН имеет сдвоенный кольцевой бар с двухшарнирной режуще-доставочнойцепьк>5, изгибающейся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях Цепь получает вращение от приводной звезды 6, расположенной в вертикальной плоскости сбоку комбайна При работе комбайна бар с помощью двух гидроцилиндров совершает качательные движения от почвы пласта^ к кровле и обратно, обрабатывая пласт на полную мощность но всей ширине проводимой выработки, равной 4 м. Разрушенный баром уголь транспортируется и погружается нижней ветвью режуще-доставочной цепи на перегружатель, а с него — на кон­вейер (или скрепер) и доставляется им по проводимой выработке в штрек, где грузится в вагонетки.

Комбайн комплекса расположен вдоль забоя проводимой вы­работки; он состоит из рамы, электродвигателя мощностью 36 кВт, редуктора, исполнительного барового органа, механизма качания исполнительного органа, расштыбовщика, электроблока и гидрав­лической системы.

Соединенные между собой редуктор и рама представляют собой базу, на которой шарнирно закреплен исполнительный орган, ка­чающийся вокруг горизонтальной оси посредством двух гидро-домкратов. В раме под правым рычагом расположен расштыбов­щик с приводом от гидроцилиндра. Качательными движениями в горизонтальной плоскости расштыбовщик удаляет разрушенный уголь из-под бара и этим дает ему возможность опускаться в край­нее нижнее положение.

Средняя скорость подвигания забоя за сутки при применении комплекса КН составляет 8—10 м, при скоростных проходках — Ими максимальная — 27 м. Производительность труда рабочего 1—1,5 м на выход.

§ 3. Проходческий комплекс КС В

Проходческий комплекс КСВ предназначен для комплексной механизации проведения спаренных подготовительных вырабо­ток смешанным забоем с оставлением породы в шахте на пологих пластах мощностью 1,3—1,9 м.

Комплекс КСВ (рис. 28.2) состоит в основном лз серийно изго­тавливаемого оборудования для угольного и дородного забоев. Выемка угля осуществляется очистным комбайном /типа 1ГШ68Б с бесцепной подачей, работающим по челноковой схеме с рамы углового двухцепного скребкового конвейера 2 конструкции ДонУГИ. Особенностью этого конвейера является плавный изгиб под углом 90° в нижнем кутке забоя и расположение приводной головкн S а штреке. Это позволяет комбайну выходить на конце­вые части конвейера и работать без ниш с фронтальной самозаруб­кой. С углового конвейера уголь перегружается на штрековый конвейер 4. Для крепления забоя применяют двухстоечяые секции механизировавши передвижной крепн М87 (М88). Передвижка секций крени я углового конвейера осуществляются гмдродомкра-тами передвижения этой крепи.

Породный забой каждого штрека оснащен однотипным серий­ным оборудованием. Порода в выработке разрушается проходче­ским стреловидным комбайном 6 типа 4ПП-2, а затем погружается и транспортируется комбайном и ленточным перегружателем на пневматическую дробяльво-закладочную установку 5 типа «Ти­тан». С установки 5 порода пневмотранспортом транспортируется по трубам к месту закладки 7 выработанного пространства. В за­висимости от свойств кровли выработанное пространство плотно подбучивается полосами необходимой ширины с оставлением меж­ду ними свободного пространства. Такой способ управления кров­лей способствует хорошему поддержанию и охране выработок.

В систему пылеподавления входят нагнетательное проветри­вание вентилятором местного проветривания, система орошения с подачей воды под давлением непосредственно в зону работы рез­цов и система пылеотсоса.

Опытный образец комплекса КСВ прошел промышленные ис­пытания на шахте «Стахановец» ПО Красноармейскуголь.

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

§ 4. Проходческие комплексы с комбайнами избирательного действия

Комплекс КН-5 предназначен для комплексной механизации проведения подготовительных выработок прямоугольной формы сечением в проходке 8—13 м 2 с углом наклона до +10° как по углю» так и по смешанному забою с присечкой породы (/ 3 ), которая характеризует количество

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

энергии, затрачиваемой на разрушение единицы объема угля или породы, и определяется по формуле

где Z — усилие резания, Н; t — шаг разрушения, мм, h — сред­няя толщина среза (стружки), мм.

Резцы разрушают породу резанием (см. гл. 9), а шарошки раз­давливанием при перекатывании по всей поверхности забоя с при­ложением к осям шарошек напорного и перекатывающего усилий. На шарошках возникает трение качения (вместо трения скольже­ния на резцах) и поэтому они более износостойки, чем резцы, и требуют меньших энергозатрат.

Шарошка (см. рис. 28,5, в) имеет корпус 1 и подшипниковую опору 2, которая устанавливается на исполнительном органе буро­вого комбайна. На одной оси шарошки может быть установлено один, два или три диска. В проходческих комбайнах бурового дей­ствия наибольшее применение получили дисковые шарошки с не­прерывной рабочей кромкой из легированной стали или арми­рованной твердым сплавом (рис. 28.5, а, б), реже — зубчатые (см. рис. 28.5, в). Для разрушения крепких пород применяют штыревые шарошки, у которых по окружности запрессованы штыри из твер­дого сплава.

Основными конструктивными параметрами дисковой шарошки являются: D — наружный диаметр; d — диаметр втулки; ji — угол заострения; г — радиус скругления рабочей части. В танген­циальной дисковой шарошке, работающей по принципу подрез-

кого разрушения породы, различают дополнительные параметры: б — угол резания и 7 — задний угол.

Параметрами разрушения породы дисковыми шарошками яв­ляются: h — заглубление за один проход, / — шаг заглубления, И — высота уступа при подрезной схеме разрушения.

При вращении исполнительного органа бурового комбайна шарошки вращаются по концентрическим окружностям относи­тельно его продольной оси, свободно перекатываясь на своих осях. При подаче исполнительного органа на забои диски вдавливаются в породу, раздавливают ее и образуют концентрические щели, а остающиеся между ними целики породы раздавливаются корпу­сом шарошки иод действием усилия подачи.

Комплекс «Союз-19У» предназначен для проведения магистраль­ных, горизонтальных и слабонаклонных (до ±10°) горных вырабо­ток арочной формы большой протяженности диаметром в про­ходке 4,75 м (18,6 м а ) по породам средней крепости и крепким по­родам с / = 6-г-Ю.

Комплекс «Союз-19У» (рис. 28.6) состоит из проходческого комбайна 6 буросого непрерывного действия и прицепного обору­дования к нему: креиемонтажного устройства 9 с краном //, лен­точного перегружателя 10 и прицепных опор 12.

Разрушение породы осуществляется с поверхности забоя ком­бинированным исполнительным органом 2, который состоит из центральной плоской части диаметром 2,4 м (25 % всей площади забоя), оснащенной дисковыми лобовыми шарошками с шагом разрушения 40 мм и периферийной конической 1, оснащенной тангенциальными дисковыми шарошками с шагом разрушения 80 мм. Исполнительный орган вращается с угловой скоростью 0,83 рад/с четырьмя электродвигателями мощностью 640 кВт. Бермовые конические исполнительные органы 14 оснащены тан­генциальными дисковыми шарошками и вращаются с угловой скоростью 1,05 рад/с электродвигателями мощностью по 37 кВт. Порода, разрушенная бермовыми фрезами, сгребается лемехом в расположенную ниже берм выемку 13, образованную основным исполнительным органом.

Основной и бермовый исполнительные органы перемещаются одновременно гидравлическими домкратами. Распорно-шагающий

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

гидравлический механизм перемещения состоит из двух жестко соединенных между собой поясов 4 и 7 и вспомогательного распора. Порода, разрушенная исполнительным органом, зачерпывается ковшами, расположенными на окружности исполнительного ор­гана, и через окно 3 в щите выпускается на ленточный конвейер комбайна, с которого поступает на ленточный перегружатель и далее на транспортные средства шахты. Для защиты машиниста от вывалов породы предусмотрено щитовое перекрытие 5, установ­ленное над комбайном.

Крепление выработки осуществляется арочной пятизвенной крепью. Три верхних звена собираются в комплекты (до 30) и под­вешиваются на крепемонтажном устройстве 9, а затем подаются вперед вверх на место установки посредством грузоподъемника 8 Масса комплекса 280 т.

Управление силовым электроприводом производится в ручном и полуавтоматическом режимах. Пылеподавление осуществляется орошением и пылеотсосом. Изготовлена и испытывается опытная партия.

Исполнительный орган бурового непрерывного действия со­стоит из центрального торового забурника / диаметром 3,6 м с тан­генциальными шарошками, конусного расширителя 2, увеличи­вающего диаметр проводимой выработки до 4,5 м, и двух бермовых фрез 5, которые придают выработке арочную форму. 360

Порода скалывается с поверхности забоя тангенциальными шарошками в два приема (забурником и конусным расширителем). Это позволяет при сравнительно небольшой мощности главного привода машины (230 кВт) и небольшой массе машины (116 т) проводить выработки сечением 16,5 м 2 в крепких породах (/

Источник

Идем под землю. История и современность проходческого щита

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

19 января 2017 года на строящейся станции метро «Новокрестовская» было многолюдно. Присутствовал губернатор Санкт-Петербурга Георгий Полтавченко, все руководство ОАО «Метрострой», журналисты и фотографы. В вестибюле был сильный шум, земля под ногами дрожала. Одна из стен станции шла трещинами, земля осыпалась, за падавшими пластами грунта был виден медленно вращающийся гигантский стальной диск, усыпанный блестящими зубьями и кольцами. Момент был торжественный — впервые в истории России был построен двухпутный тоннель метро. Главным героем этого торжественного момента был 10,3-метровый проходческий щит с тривиальным названием S-782, в Метрострое получивший название «Надежда». Об этом интересном образце инженерной мысли и будет пост.

История механизма под названием «проходческий щит» не такая уж и короткая. Впервые проходческий щит использовал его изобретатель, Марк Брюнель, английский инженер французского происхождения, проложивший тоннель под Темзой. Это было в в 1825 году. Без щита большой тоннель под рекой не построить, грунт водонасыщенный и мягкий, и привычное в то время рытье тоннелей вручную с использованием деревянной крепи не подходило — укрепление свода тоннеля подпорками малонадежно, порода мокрая и расползается, грозя обвалами. Проходческий щит же работает совсем по другому принципу, подсмотренного Брюнелем у природы — корабельного червя, прогрызающего ходы в самой твердой древесине. Червь, голова которого покрыта жесткой раковиной с зазубреными краями, вбуривается в дерево как долото, оставляя за собой канал, покрытый защитным слоем гладкой извести. Брюнель сконструировал чугунную камеру, внутри которой находятся рабочие, камера передвигается под землей с помощью ручных домкратов, углубляясь в породу. Пока одни рабочие убирают землю из щита, другие укрепляют свод образовавшегося тоннеля кирпичной кладкой, не боясь обвала, так как камера жесткая.

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Первый тоннель под Темзой

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

Естественно, конструкция проходческих щитов со временем развивалась. У рабочих, дробящих породу, вместо кирок появились отбойные молотки, колесные тачки заменялись ленточными транспортерами. При преодолении совсем слабых водонасыщенных грунтов стал использоваться щит с кессоном — герметичным отсеком. Тоннель позади щита перегораживался переборкой, и в образовавшееся пространство закачивался воздух, создавая область повышенного давления (2-5 атмосфер), повышенное давление отжимало свободную воду вглубь породы, предотвращая ее поступление в забой.

Эволюция проходческих щитов продолжалась. Появились механизированные проходческие щиты, где исключены практически все ручные операции, щиты с кессоном стали безопасными для людей (раньше люди, работавшие в кессоне, страдали от кессонной болезни), широко внедрялась автоматика и компьютеры. И сейчас количество конструкций и типоразмеров проходческих щитов очень велико, от маленьких, диаметром в метр, до гигантских, предназначенных для строительства автомобильных и железнодорожных тоннелей. На сегодня рекорд по размеру проходческого щита принадлежит фирме HERRENKNECHT AG (Germany), изготовившей щит диаметром 15,62 метра для тоннеля между Болоньей и Флоренцией.

Именно с этой фирмой стал работать Петербургский «Метрострой», когда было принято решение о строительстве двухпутного тоннеля, до этого все тоннели метро Петербурга были однопутными и шли параллельно.

В чем преимущество двухпутного пути? В этом случае отпадет необходимость в дорогостоящем и трудозатратном строительстве камер съездов, эвакуационных сбоек, переходов из тоннеля в тоннель и других сопутствующих выработок, при этом сокращаются сроки строительства. Сами станционные комплексы будут представлять собой одиночный тоннель с боковым размещением платформ по такому же принципу, как и в существующих сегодня наземных станциях. И, что немаловажно, за счет размещения путей в одном тоннеле существенно сокращается количество дорогостоящего кабеля. А за сокращением количества вспомогательных сооружений стоит рост надежности метро и увеличение срока службы.

16 апреля 2012 в Петербурге был подписан договор между ОАО «Метрострой» и HERRENKNECHT AG о постройке для Метростроя проходческого щита диаметром 10.3 метра. О серьезности и сложности постройки говорит тот факт, что на подписании присутствовал экс-канцлер Германии Герхард Шредер, представлявший деловые круги Германии. И спустя почти год, 28 февраля 2013 г., на заводе в Schwanau (Germany) состоялось тестирование работы всех систем проходческого щита и приемка оборудования.

Авария на перегоне между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества»

Известный разрыв на Кировско-Выборгской линии. Причиной аварии считается ускоренное строительство к XXV партийному съезду, печально знаменитые авралы. Тоннели между станциями «Лесная» и «Площадь Мужества» (первый на 14 метров ниже второго) должны были пересечь водоносные пески с напором воды в несколько атмосфер. Обогнуть этот водоносный слой считали тогда невозможным, объясняя это тем, что слой песка здесь имеет большую мощность. С целью уменьшения количества скважин было предложен вариант расположения тоннелей один над другим. Несмотря на то, что это значительно сократило число требующихся скважин и труб, специалисты, анализирующие аварию, пришли к выводу, что это лишь усугубило ситуацию.

8 апреля 1974 года, около 16 часов 30 минут, при бурении передовых разведочных скважин в нижнем тоннеле была обнаружена незамёрзшая порода, из которой поступала вода. Аварийные затворы из-за быстрого поступления плывуна полностью закрыть не удалось. Тоннели были затоплены на километр. На площади Мужества и прилегающих городских магистралях образовались провалы, треснули стены домов и наземных сооружений. Проникновение воды в тоннели метро удалось остановить только путём сооружения аварийной преграды недалеко от станции метро «Лесная». Для того, чтобы остановить разрушения на поверхности, выработки были затоплены — в аварийные тоннели закачали водопроводную воду.

Сегодня для сооружения тоннеля в сложных условиях используется механизированные щиты с «грунтопригрузом» — щит, в котором разработанный грунт сначала подается в герметичную камеру грунтопригруза, в которой давление равно давлению в забое. Именно давление в камере не дает осыпаться грунту со свода тоннеля, поэтому верхние слои земли остаются неподвижными и не оседают. Затем внешняя оболочка щита надвигается на этот участок, принимая на себя давление верхних слоев земли, и избыточный грунт удаляется шнековым конвейером. Именно к таком типу и относится щит «Надежда».

Тоннелепроходческий механизированный комплекс (ТПМК) S-782, он же проходческий щит «Надежда»

А сейчас, когда мы уже вооружены некоторыми знаниями, нам становится понятно, что за узлы расположены в проходческом щите.

Проходческие машины и комплексы. Смотреть фото Проходческие машины и комплексы. Смотреть картинку Проходческие машины и комплексы. Картинка про Проходческие машины и комплексы. Фото Проходческие машины и комплексы

2. Герметичная камера с пластичным грунтом, в которой создается давление, равное давлению в забое

3. Миксер, изготавливает грунт нужной консистенции для герметичной камеры

4. Переборка, удерживает давление в герметичной камере

5. Шнековый конвейер, удаляет избыток грунта из герметичной камеры

6. Эректор. Вакуумный манипулятор для установки сегментов тоннеля и пост дистанционного управления

7. Внешняя оболочка проходческого щита

8. Место тампонирования. Кольцевой зазор между выемкой поверхности грунта и наружной частью туннельной футеровки непрерывно заполняется бетонным раствором

9. Готовый тоннель из бетонных сегментов

Скорость проходки такого щита довольно высокая — в среднем 500-600 метров в месяц.

Кстати, интересный факт — мировой рекорд скорости проходки тоннеля принадлежит петербургскому метрополитену, как ни странно. В 1981 году щит КТ-1-5,6 развил скорость1240 метров в месяц, на строительстве перегона от «Удельной до «Пионерской». Правда, этот щит шел под списание, и его не щадили. По завершении проходки его разобрали на металлолом.

«Надежда» у метростроевцев на многие годы — в генеральном плане развития Петербургского метрополитена до 2028 года указано открытие не менее 12 станций в разных районах города, а это многие километры двухпутных тоннелей.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *