專利名稱：隧道物料連續(xù)輸送方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種掘進(jìn)隧道的方法，特別是一種清除或運(yùn)送采下物料的設(shè)備。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有隧道(或井下巷道)掘進(jìn)過(guò)程中，其產(chǎn)生的物料泥土或矸石等從隧道運(yùn)送至地面，是采用間歇式運(yùn)輸方式，如地鐵隧道掘進(jìn)，采用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)，將物料泥土或矸石擠壓或破碎，通過(guò)盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)內(nèi)設(shè)置的螺旋輸送機(jī)，將物料擠出至盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)后側(cè)設(shè)置的轉(zhuǎn)載輸送機(jī)，裝載到物料箱內(nèi)，然后由電機(jī)車(chē)(蓄電池的或架線的機(jī)車(chē))牽引運(yùn)送至隧道井口，再由提升機(jī)將物料運(yùn)到地面，卸到臨時(shí)堆料場(chǎng)。隨之電機(jī)車(chē)沿著軌道回復(fù)至盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)處，再作下一次的輸送；在上述物料從盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)處運(yùn)送至堆料場(chǎng)的過(guò)程中，由于物料不可能及時(shí)輸出，盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)不得不停止掘進(jìn)作業(yè)，而形成作業(yè)的無(wú)效時(shí)間，降低掘進(jìn)作業(yè)效率，上述電機(jī)車(chē)在隧道內(nèi)往返的時(shí)間，隨著盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)和井口的距離增加而延長(zhǎng)，在掘進(jìn)過(guò)程中，該距離大部分可能達(dá)千米至數(shù)千米，而電機(jī)車(chē)的行進(jìn)速度通常是8千米/小時(shí)，顯然盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)的停機(jī)時(shí)間是很長(zhǎng)的，因此，將嚴(yán)重影響掘進(jìn)效率，其經(jīng)濟(jì)上的損失極大，并同時(shí)帶來(lái)負(fù)面的社會(huì)效應(yīng)。如何將上述間斷式運(yùn)輸方式改變?yōu)檫B續(xù)運(yùn)輸方式，提高隧道掘進(jìn)效率，是業(yè)者亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種隧道物料連續(xù)輸送方法，它能連續(xù)地將物料從掘進(jìn)作業(yè)區(qū)輸送至井口，克服傳統(tǒng)的間歇式輸送的方式的缺陷，能使掘進(jìn)作業(yè)效率大幅度提高，并具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案是隧道物料連續(xù)輸送方法包括下列步驟1.物料破碎——在隧道掘進(jìn)作業(yè)中，將泥土或巖石破碎；2.擠壓輸送——將破碎后的物料以擠壓方式送出掘進(jìn)作業(yè)區(qū)；3.轉(zhuǎn)載輸送——擠壓出的物料，以帶式輸送方式，將物料輸送至掘進(jìn)作業(yè)區(qū)后方的隧道上部；其特點(diǎn)是該方法還包括有下列步驟4.改向輸送——將轉(zhuǎn)載輸送出的物料，再以帶式輸送方法，從隧道上部改向輸送至隧道中部一側(cè)的邊緣；5.同步輸送——隧道中部一側(cè)邊緣改向輸送卸載的物料，以可隨掘進(jìn)作業(yè)行進(jìn)同步延伸并順沿隧道的直線或彎曲走向的帶式輸送方式，連續(xù)地將物料從掘進(jìn)作業(yè)處輸送至井口；6.提升輸送——將同步輸送至井口的物料，從井口垂直(或斜向)提升至地面臨時(shí)堆料場(chǎng)。
掘進(jìn)破碎后的物料泥土或矸石，經(jīng)由擠壓、轉(zhuǎn)載、改向、同步和提升等輸送程序，從掘進(jìn)作業(yè)處經(jīng)井口，可源源不斷地送達(dá)地面的臨時(shí)堆料場(chǎng)。
本發(fā)明由于采用上述連續(xù)輸送物料程序，在較長(zhǎng)的掘進(jìn)作業(yè)時(shí)間內(nèi)，可連續(xù)送出物料，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，其掘進(jìn)速度平均每天可達(dá)17～18米，最高值可達(dá)26米，而傳統(tǒng)的間歇式輸送方法，其掘進(jìn)速度平均每天為7～8米，本發(fā)明的輸送方法可提高工效數(shù)倍，其經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀，同時(shí)，解決了由于掘進(jìn)機(jī)后配套運(yùn)輸能力不足而嚴(yán)重影響掘進(jìn)施工進(jìn)度的難題，對(duì)城市建設(shè)、鐵道、公路建設(shè)等事業(yè)能作出更有效的貢獻(xiàn)，具有良好的社會(huì)效益。


圖1是本發(fā)明隧道物料連續(xù)輸送方法設(shè)施布置示意圖。
圖2是本發(fā)明隧道物料連續(xù)輸送流程框圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，本發(fā)明以隧道盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)為例，圖示隧道物料連續(xù)輸送方法相關(guān)設(shè)施的布設(shè)，這些設(shè)施包括有盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1、螺旋輸送機(jī)2、轉(zhuǎn)載輸送機(jī)3、轉(zhuǎn)向輸送機(jī)4、同步延伸可彎曲輸送機(jī)(同步輸送機(jī))5、提升輸送機(jī)6和臨時(shí)堆料場(chǎng)7，其相應(yīng)的輸送流程(如圖2所示)如下物料破碎該程序是由盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1完成，其設(shè)備和操作均和傳統(tǒng)掘進(jìn)作業(yè)相同，利用盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的刀具破碎土層的泥土或巖石，以形成隧道必需的空間，而其產(chǎn)生的物料泥土或矸石，又必須及時(shí)地從作業(yè)區(qū)運(yùn)出。
擠壓輸送盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1破碎的物料泥土或矸石是零亂無(wú)序，且所占空間也大，不利運(yùn)輸，在盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的機(jī)架上設(shè)置有螺旋輸送機(jī)2，該機(jī)能及時(shí)地將物料清出作業(yè)區(qū)，且在輸送過(guò)程中對(duì)物料進(jìn)行擠壓成團(tuán)，便于輸送，該程序的操作和設(shè)備均和現(xiàn)有作業(yè)相同。
轉(zhuǎn)載輸送螺旋輸送機(jī)2將物料擠出至隧道上部，但受結(jié)構(gòu)限制，無(wú)法達(dá)到送出物料必須的距離，為此，在盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的機(jī)架上還設(shè)置有轉(zhuǎn)載輸送機(jī)3，通常是采用帶式輸送，可達(dá)到較大的輸送距離，在現(xiàn)有掘進(jìn)作業(yè)中，轉(zhuǎn)載輸送3可將物料送達(dá)至電機(jī)車(chē)承接物料的位置，以保持正常的卸料作業(yè)，該程序的操作和設(shè)備均和現(xiàn)有作業(yè)相同。
改向輸送該程序是為適應(yīng)本發(fā)明隧道物料連續(xù)輸送方法而設(shè)置，因?yàn)榉椒ㄖ胁捎脦捷斔鸵员３志蜻M(jìn)作業(yè)區(qū)(盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1及機(jī)架的活動(dòng)區(qū))至井口的物料輸送連續(xù)性，而其輸送帶的設(shè)置，又不能妨礙運(yùn)送管片等大型構(gòu)件的電機(jī)車(chē)在隧道中行駛，因而上述掘進(jìn)作業(yè)區(qū)至井口的輸送帶是布設(shè)在隧道中心的側(cè)壁上，為了使上一程序(轉(zhuǎn)載輸送)和該輸送帶的物料輸送能連續(xù)進(jìn)行，本發(fā)明設(shè)置改向輸送程序，是采用帶式輸送方式的改向輸送機(jī)4，該機(jī)是常用的帶式輸送機(jī)，并設(shè)置在盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的機(jī)架上，由于上述各輸送程序(擠壓、轉(zhuǎn)載、改向)的相應(yīng)設(shè)備均設(shè)置在盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的機(jī)架上，因而各設(shè)備均隨盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的掘進(jìn)方向同步前進(jìn)。
同步輸送該程序是本發(fā)明隧道物料連續(xù)輸送方法的技術(shù)關(guān)鍵，其采用設(shè)備是同步延伸可彎曲輸送機(jī)(簡(jiǎn)稱同步輸送機(jī))5，該機(jī)包括有機(jī)尾51、機(jī)身52、貯帶裝置53和機(jī)頭54(如圖1)，機(jī)尾51設(shè)置在盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的機(jī)架上，和改向輸送機(jī)4的出口對(duì)應(yīng)，并可隨機(jī)架同步行進(jìn)，機(jī)身52是縱貫隧道的掘進(jìn)作業(yè)區(qū)至井口的全長(zhǎng)，機(jī)頭54的輸出滾筒位置和提升機(jī)6的接料段對(duì)應(yīng)，同步輸送的作業(yè)是這樣完成的在機(jī)尾51處，輸送帶55圈繞于滾筒，并支承于緩沖托輥組，該托輥組正對(duì)改向輸送的卸料口，物料卸載在輸送帶55沿機(jī)身52送向井口，并在隧道直線段或彎曲段均能保持輸送帶55正常運(yùn)行，機(jī)尾51連設(shè)在盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1的機(jī)架，因而可牽引輸送帶55隨盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1同步行進(jìn)，從而保持物料流的連續(xù)性，機(jī)尾51的詳細(xì)結(jié)構(gòu)可參閱中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00420114140.3，名稱同步輸送機(jī)機(jī)尾結(jié)構(gòu)的說(shuō)明。
在機(jī)身52處，輸送帶55一端圈繞于機(jī)尾51滾筒，承接來(lái)自轉(zhuǎn)向輸送的物料，隨后沿著機(jī)身52載承物料至機(jī)頭54的滾筒，再卸載作提升輸送；機(jī)身52由二縱梁縱貫盾構(gòu)掘進(jìn)作業(yè)區(qū)至井口的全長(zhǎng)，縱梁由一系列支架支承，并卡設(shè)一系列托輥組，托輥組承托承載段輸送帶55，支架上的平托輥支承輸送帶55的回程(空載)段；機(jī)身52的延伸，在物料連續(xù)運(yùn)輸過(guò)程中，輸送帶55在機(jī)尾51牽引下，順著掘進(jìn)作業(yè)前進(jìn)方向同步延伸，在此過(guò)程中，當(dāng)機(jī)尾51延伸至2米至3米時(shí)，輸送帶55和機(jī)身52也同步延伸2米至3米時(shí)，在輸送帶55下方應(yīng)加設(shè)一組支架和延伸的機(jī)身52縱梁匹配，并同時(shí)卡設(shè)相應(yīng)數(shù)量的托輥組，各托輥組間的距離為1米至2米，以承托輸送帶55及其盛載物料的重量；機(jī)身52和隧道走向的配合，機(jī)身52是在隧道中心的側(cè)壁上布設(shè)，在隧道的直線段，機(jī)身52的結(jié)構(gòu)可參閱中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00420114142.2，名稱為“同步輸送機(jī)機(jī)身直線段結(jié)構(gòu)”的說(shuō)明，在隧道的彎曲段，呈弧形走向輸送帶55受形狀改變的影響，均使輸送帶55產(chǎn)生變位，因此，必須呈有對(duì)應(yīng)此變位的托輥結(jié)構(gòu)，可參閱中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00420114143.7，名稱為“同步輸送機(jī)自動(dòng)改向托輥裝置”的詳細(xì)說(shuō)明；輸送帶55的延伸，在物料連續(xù)輸送過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)中的輸送帶必須具備有1.正常運(yùn)載物料的功能；2.同步延伸其自身長(zhǎng)度的功能；圖1所示，同步輸送機(jī)5的貯帶裝置53是實(shí)現(xiàn)上述功能的技術(shù)方案，該方案是在輸送帶55回程近機(jī)頭54處，利用兩組滾筒組圈繞輸送帶55，而其中一組可游動(dòng)，在其游動(dòng)中縮短兩滾筒組的間距，實(shí)現(xiàn)同步延伸輸送帶55長(zhǎng)度的需求，其結(jié)構(gòu)可參閱中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00420114141.8，名稱為“同步輸送機(jī)貯帶裝置”的詳細(xì)說(shuō)明；輸送帶55的接長(zhǎng)操作，上述輸送帶55在同步延伸中利用貯帶裝置53實(shí)現(xiàn)其長(zhǎng)度伸長(zhǎng)的方法，但該裝置的游動(dòng)滾筒組移動(dòng)至固定滾筒組的限定位置后，預(yù)示貯備的帶長(zhǎng)已在同步延伸中接近于零，此時(shí)，為了后續(xù)作業(yè)，必須在已有的帶上再重新接上一定長(zhǎng)度的帶，其操作是停機(jī)—接上新帶—調(diào)節(jié)游動(dòng)滾筒組至規(guī)定位—再啟動(dòng)運(yùn)行；通常，輸送帶55同步延伸的長(zhǎng)度為50米至150米，相應(yīng)架接所帶的帶長(zhǎng)為100米至300米，接帶停機(jī)的操作時(shí)間不長(zhǎng)，而其間隔時(shí)間為數(shù)天至十?dāng)?shù)天，對(duì)物料輸送的作業(yè)效率影響不大。
輸送帶55運(yùn)行的動(dòng)力，輸送帶55是在機(jī)頭54的動(dòng)力滾筒牽引下進(jìn)行輸送作業(yè)，機(jī)頭54的滾筒由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通常傳動(dòng)滾筒數(shù)量可為1～3臺(tái)，根據(jù)輸送帶55的不同運(yùn)輸量和輸送傾角等因素進(jìn)行選擇，多滾筒機(jī)頭54可提供較大的牽引動(dòng)力；在機(jī)頭54設(shè)置有卸料滾筒，可將物料連續(xù)不斷地卸載于提升機(jī)6。
提升輸送是將物料從隧道(巷道)井口，垂直或傾斜向輸送至地面臨時(shí)堆料場(chǎng)，其采用設(shè)備是常用的提輸送升機(jī)6，如波紋擋邊帶式或鏈斗式等，該機(jī)包括有下水平段，承接來(lái)自同步輸送下卸的物料，和上水平段，用以將物料卸在臨時(shí)堆料場(chǎng)7。
隧道物料連續(xù)輸送方法包括有物料破碎、擠出輸送、轉(zhuǎn)載輸送、改向輸送、同步輸送和提升輸送，將盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)1破碎的物料泥土或矸石，連續(xù)不斷地輸送至臨時(shí)堆料場(chǎng)，大大提高隧道(巷道)的掘進(jìn)作業(yè)效率，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
權(quán)利要求
1.一種隧道物料連續(xù)輸送方法，該方法包括有下列步驟a.物料破碎——在隧道掘進(jìn)作業(yè)中，將泥土或巖石破碎；b.擠壓輸送——將破碎后的物料以擠壓方式送出掘進(jìn)作業(yè)區(qū)；c.轉(zhuǎn)載輸送——擠壓出的物料，以帶式輸送方式，將物料輸送至掘進(jìn)作業(yè)區(qū)后方的隧道上部；其特征在于該方法還包括有下列步驟d.改向輸送——將轉(zhuǎn)載輸送出的物料，再以帶式輸送方法，從隧道上部改向輸送至隧道中部一側(cè)的邊緣；e.同步輸送——隧道中部一側(cè)邊緣改向輸送卸載的物料，以可隨掘進(jìn)作業(yè)行進(jìn)同步延伸并順沿隧道的直線或彎曲走向的帶式輸送方式，連續(xù)地將物料從掘進(jìn)作業(yè)處輸送至井口；f.提升輸送——將同步輸送至井口的物料，從井口垂直或斜向提升至地面臨時(shí)堆料場(chǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道物料連續(xù)輸送方法，其特征是在同步輸送步驟中，帶式輸送的帶每同步延伸2米至3米，在帶下方加設(shè)一組防帶下垂的承托措施。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道物料連續(xù)輸送方法，其特征是在同步輸送步驟中，帶式輸送的帶同步延伸50米至150米后，停止掘進(jìn)作業(yè)，加接一新帶，加接操作完成后再啟動(dòng)進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的隧道物料連續(xù)輸送方法，其特征是在同步輸送步驟中，停止掘進(jìn)作業(yè)，加接一新帶的帶長(zhǎng)為100米至300米。
全文摘要
一種隧道物料連續(xù)輸送方法，主要解決提高隧道掘進(jìn)作業(yè)效率等技術(shù)問(wèn)題，其采用技術(shù)方案是，該方法包括有物料破碎、擠壓輸送、轉(zhuǎn)載輸送、改向輸送、同步輸送和提升輸送等步驟，可將物料從掘進(jìn)作業(yè)區(qū)連續(xù)不斷地輸送到地面的臨時(shí)堆料場(chǎng)，適用于隧道、巷道或類似工程。
文檔編號(hào)E21D9/12GK1796724SQ20041009331
公開(kāi)日2006年7月5日 申請(qǐng)日期2004年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月21日
發(fā)明者沈永才, 蔣衛(wèi)良, 朱立平, 侯紅偉 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院上海分院