RU2561124C1 - Method of erection of vertical cylindrical wells and extraction combine for method implementation - Google Patents

Abstract

FIELD: mining.

SUBSTANCE: extraction combine contains the triangular platform fitted with three dual caterpillars with individual electric drives capable to move around a vertical axis in the pre-set direction; a starting frame to which guides for movement on them of bearing frames are fastened; a bearing spreader bar of the triangular platform with either one, or two drilling heads moving on it, connected with scoops and fixed on them by throwing sprockets; a receiving hopper for collecting and reload of landwaste into a chain bucket built-up by modular sections with drilling down the soil; the conveyor with adjustable inclination transferring the landwaste lifted by the chain bucket to unloading, injector blocks for pumping of bentonite into water-saturated soil for its fixing.

EFFECT: improvement of processability of erection of vertical cylindrical wells.

3 dwg

Description

Изобретение относится к горной технике, в частности к изготовлению открытых подземных сооружений методом "сверху-вниз" с возможностью строительства над ними наземных сооружений разнообразного назначения: подземные, наземные и комбинированные автомобильные паркинги, хранилища, промышленные производственные помещения и т.п. в условиях городской застройки или при иных ограничениях размера стройплощадки и самого сооружения.The invention relates to mining equipment, in particular to the manufacture of open underground structures using the “top-down” method with the possibility of building above them ground structures for various purposes: underground, ground and combined car parkings, storage facilities, industrial production facilities, etc. in urban areas or under other restrictions on the size of the construction site and the structure itself.

Известен и широко применяется в мировой практике строительства метод "стена в грунте", при котором контур колодца ограничивается по периметру устраиваемыми в грунте бетонными колоннами, металлическими, композитными или пластмассовыми профилями, после чего грунт, находящийся внутри контура, извлекается с помощью известной землеройной техники (экскаваторы, грейферы, транспортеры и т.п.). Для закрепления водонасыщенных грунтов используется метод их цементации инжекцией бентонита. Для подъема рыхлого грунта на технологическую высоту существует большое количество разнообразной строительной техники, как, например, погрузчики, экскаваторы, транспортеры, нории и т.д.The wall-in-ground method is known and widely used in the world of construction practice, in which the well contour is limited along the perimeter by concrete columns arranged in the ground, metal, composite or plastic profiles, after which the soil inside the contour is removed using the well-known excavation technique ( excavators, grabs, conveyors, etc.). To fix water-saturated soils, the method of cementing them by injection of bentonite is used. To raise loose soil to a technological height, there are a large number of various construction equipment, such as loaders, excavators, conveyors, elevators, etc.

Известна методика укрепления стенок туннелей, шахт и колодцев конструкциями, собираемыми из тюбингов или с помощью образования монолитной бетонной оболочки между грунтом и опалубкой, которые осуществляются после этапа рыхления дресвы и удаления ее из шахты или колодца.There is a known technique for strengthening the walls of tunnels, shafts and wells with structures assembled from tubing or using the formation of a monolithic concrete shell between the soil and the formwork, which are carried out after the stage of loosening the wood and removing it from the shaft or well.

При изготовлении вертикальных колодцев, котлованов или шахт наличие временного разрыва между этапом рыхления грунта и укрепления стенок создает риск обрушения (осыпания) стенок и засыпания всего проходческого комплекса с возможностью его выхода из строя.In the manufacture of vertical wells, pits or mines, the presence of a temporary gap between the stage of loosening the soil and strengthening the walls creates a risk of collapse (shedding) of the walls and falling asleep of the entire tunnel complex with the possibility of its failure.

Известен способ укрепления грунта перед его разработкой различными способами с использованием машины для струйной цементации грунтов SANY SJ510 http://www.sanyr.ru/m/products/product31/.A known method of strengthening the soil before its development in various ways using the machine for jet cementation of soils SANY SJ510 http://www.sanyr.ru/m/products/product31/.

Известная буровая установка SANY SJ510 предназначена для инжектирования бентонита струйным способом, смонтирована на самоходном гусеничном шасси, а нагнетание бентонитового раствора в закрепляемый грунт осуществляется через специальную буровую головку, закрепленную на штанге определенной длины, причем конфигурация области впрыскивания бентонитового раствора может изменяться за счет наклона штанги.The well-known SANY SJ510 drilling rig is designed for jet injection of bentonite, mounted on a self-propelled caterpillar chassis, and the bentonite solution is injected into the fixed soil through a special drill head fixed on a rod of a certain length, and the configuration of the injection area of the bentonite solution can be changed due to the inclination.

Недостатком известной буровой установки является то, что существующие конструкции ограничивают глубину инжектирования бентонита и при необходимости работы в колодце ограниченного диаметра, глубина которого превышает глубину бентонитонасыщенной зоны, приходится извлекать землеройный агрегат, устанавливать бентонитовую установку, которую потом опять извлекать для замены на землеройный агрегат, что практически невозможно.A disadvantage of the known drilling rig is that the existing structures limit the depth of injection of bentonite and, if necessary, work in a well of limited diameter, the depth of which exceeds the depth of the bentonite-saturated zone, you have to remove the digging unit, install the bentonite rig, which is then removed again to be replaced by the digging unit, which almost impossible.

Известен проходческий комбайн 1ГПКС из mehanik.com.ua/load/kombain_prokhodcheskij_1gpks_s_gidroprivodom_khod ovoj_chasti/8-1-0-173, предназначенный для осуществления горизонтальных или наклонных горных выработок, с ходовой частью гусеничного типа, пригодной для маневрирования комбайна, погрузочным органом для погрузки отбитой горной массы на конвейер и ее эвакуации, и рабочим органом с буровой головкой шарошечного типа. Недостатком комбайна является невозможность рыхления грунта по кругу малого диаметра с выборкой дресвы из-под самого комбайна, невозможность работы в условиях заглубленной ограниченной строительной площадки и неприспособленность конструкции комбайна для транспортировки отбитой горной массы из глубины колодца по вертикали.A known 1GPKS tunneling machine from mehanik.com.ua/load/kombain_prokhodcheskij_1gpks_s_gidroprivodom_khod ovoj_chasti / 8-1-0-173, designed for horizontal or inclined mine workings, with a crawler-type chassis suitable for maneuvering a combine for loading, from a loading machine, masses on the conveyor and its evacuation, and a working body with a cone type drill head. The disadvantage of the combine is the impossibility of loosening the soil in a circle of small diameter with the selection of wood from under the combine itself, the inability to work in conditions of an in-depth limited construction site and the inadequacy of the design of the combine for transporting broken rock from the depth of the well vertically.

Известна нория ленточная ковшовая У13УН175 - www.komsomol., поднимающая грунт ковшовым экскаватором, лента которого размещена в двух (восходящем и нисходящем) коробах, исключающих высыпание грунта вовне. Указанная нория так же, как и аналогичные ей устройства, изготовляется определенных габаритов и не предусматривает изменения (увеличения) высоты транспортирования грунта при условии опускании нории в колодец или в шахту вслед за углубляющимся землеройным агрегатом.Known noriya belt bucket U13UN175 - www.komsomol., Lifting soil with a bucket excavator, the tape of which is placed in two (ascending and descending) boxes, excluding the outpouring of soil. The specified noriya, like its similar devices, is manufactured in certain dimensions and does not provide for a change (increase) in the height of soil transportation provided that the noriya is lowered into a well or shaft following a deepening earth moving unit.

Известен принятый нами за прототип стволопроходческий комбайн (Горная энциклопедия. М. Советская энциклопедия. Под редакцией Е.А. Козловского. 1984-1991. geolog/4824/), сущность работы которого состоит в том, что отбитая исполнительным органом горная порода смешивается с водой, а образованная таким образом пульпа эвакуируется из разрабатываемой полости ствола. При заглублении стволопроходческий комбайн опускается вниз на канатах лебедок, установленных на поверхности. Конструкция комбайна обеспечивает возможность бетонной обделки ствола шахты.A well-known stem-boring combine harvester (Mountain Encyclopedia. M. Soviet Encyclopedia. Edited by EA Kozlovsky. 1984-1991. Geolog / 4824 /) is known, the essence of the work of which is that the rock repelled by the executive body is mixed with water , and the pulp thus formed is evacuated from the developed cavity of the trunk. When deepening, a stem-harvester goes down on the ropes of winches mounted on the surface. The design of the combine provides the possibility of concrete lining the shaft of the mine.

Основным недостатком прототипа является выемка грунта либо разрушенной горной породы в виде пульпы, что при сооружении колодца (шахты) требует большого дополнительного подвода воды, эвакуации пульпы, экологической обработки пульпы, большого количества транспорта для ее вывоза, т.е. операций, обеспечение которых внутри насыщенного строениями жилой зоны сопряжено с большими затратами, а зачастую неприемлимо.The main disadvantage of the prototype is the excavation of soil or destroyed rock in the form of pulp, which during the construction of a well (mine) requires a large additional water supply, evacuation of the pulp, environmental treatment of the pulp, a large amount of transport for its removal, i.e. operations, the provision of which is saturated with buildings within a residential zone, is expensive and often unacceptable.

К недостаткам прототипа следует отнести также неприспособленность комбайна к выполнению гидрозащиты полости ствола шахты от прорыва грунтовых вод, малую компактность его составных частей, затрудняющую его транспортирование, а также существенные размеры строительной площадки, зачастую неприемлемые для конкретной городской застройки.The disadvantages of the prototype should also include the inability of the combine to perform hydraulic protection of the cavity of the shaft of the mine from a breakthrough of groundwater, the small compactness of its components, which complicates its transportation, as well as the significant size of the construction site, often unacceptable for a specific urban development.

Задачей заявляемого технического решения является создание механизированного способа сооружения вертикальных цилиндрических колодцев требуемой глубины и фиксированного заказываемого диаметра, облицованных сплошной бетонной оболочкой или оболочкой из сборных тюбингов путем использования выемочного комбайна, позволяющего производить строительство в условиях ограниченной строительной площадки, например, внутри городской застройки, допускающего синхронизированную по времени с основным циклом проходки обделку стенки колодца сборными тюбингами или монолитным железобетоном, а также, при необходимости, насыщение зоны разработки грунта бентонитовым раствором с целью гидрозащиты внутренней полости колодца, осуществляемого с применением компактных узлов и агрегатов, перевозимых и хранимых в стандартных контейнерах, которые на время строительства используются под производственные помещения (мастерские, бытовки, складские помещения и т.д.).The objective of the proposed technical solution is to create a mechanized method of constructing vertical cylindrical wells of the required depth and a fixed ordered diameter, lined with a continuous concrete shell or a shell of prefabricated tubing by using a mining combine that allows construction in a limited construction site, for example, inside a city building that allows for synchronized in time with the main driving cycle lining the wall of the well tubing or monolithic reinforced concrete, as well as, if necessary, saturation of the excavation zone with bentonite mortar in order to waterproof the inner cavity of the well, carried out using compact units and assemblies, transported and stored in standard containers that are used for production rooms (workshops , change houses, warehouses, etc.).

Технический результат заявляемого изобретения состоит в улучшении технологичности сооружения вертикальных цилиндрических колодцев с тюбинговой или железобетонной обделкой стен путем использования выемочного комбайна, объединяющего в своей конструкции большинство функций, реализуемых в настоящее время отдельными машинами и агрегатами, и достижение вследствие этого синергетического эффекта, проявляемого в компактности расположения техники на строительной площадке и минимизации размеров самой стройплощадки, возможности возведения сооружения в условиях существующей плотной застройки с минимальным ограничивающим воздействием на функционирование уже действующих служб, организаций, работников и жильцов; сокращения времени проведения работ, сокращения количества обслуживающего персонала, возможность многократного использования всех модулей комплекса.The technical result of the claimed invention consists in improving the manufacturability of the construction of vertical cylindrical wells with tubing or reinforced concrete wall lining by using a mining combine that combines in its design most of the functions currently implemented by individual machines and assemblies, and therefore achieve a synergistic effect, manifested in a compact arrangement equipment at the construction site and minimizing the size of the construction site itself, the possibility of erected I plant in the conditions of existing densely built with minimal impact on limiting the operation of existing services, organizations, workers and residents; reducing the time of work, reducing the number of staff, the ability to reuse all modules of the complex.

Кроме того, изобретение направлено на расширение области использования, поскольку предлагаемая конструкция крепления дополнительных модульных секции нории допускает сооружение колодца любой глубины при соответствующем заглублении комбайна.In addition, the invention is aimed at expanding the field of use, since the proposed design for attaching additional modular sections of the elevator allows the construction of a well of any depth with the corresponding depth of the combine.

Кроме того, изобретение направлено на расширение области использования, поскольку замена несущей траверсы и опорных рам на однотипные иных габаритов позволяет создать унифицированный ряд машин для сооружения колодцев определенного диапазона диаметров.In addition, the invention is aimed at expanding the field of use, since the replacement of the bearing beam and support frames with the same type of other dimensions allows you to create a unified series of machines for the construction of wells of a certain range of diameters.

Кроме того, изобретение направлено на снижение расходов на обустройство строительной площадки, поскольку для этой цели могут быть использованы транспортные контейнеры, в которых перевозятся компоненты землеройной машины.In addition, the invention is aimed at reducing the cost of arranging a construction site, since for this purpose transport containers can be used in which components of an earth moving machine are transported.

При применении брикетирования извлеченного грунта могут быть снижены расходы на обустройство территории вокруг изготовленного колодца путем применения для этой цели земляных брикетов, а также расходы по вывозу и утилизации неиспользованного извлеченного грунта.When using briquetting of recovered soil, the costs of arranging the area around the manufactured well can be reduced by using earthen briquettes, as well as the costs of removing and disposing of unused recovered soil.

Заявляется выемочный комбайн для сооружения вертикальных цилиндрических колодцев, который содержит рабочие органы для дробления грунта, устройства для перемещения и подъема грунта на поверхность и укрепления стен, включает в себя треугольную платформу, снабженную тремя сдвоенными гусеничными ходами с индивидуальными электроприводами, способную перемещаться вокруг вертикальной оси и в заданном направлении; стартовую раму, к которой крепятся направляющие для перемещения по ним опорных рам; несущую траверсу треугольной платформы с перемещающимися по ней либо одной, либо двумя бурильными головками, соединенными с совками и закрепленными на них звездочками-метателями; приемную воронку для сбора и перегрузки дресвы в норию, наращиваемую модульными секциями по мере углубления в грунт; транспортер с регулируемым наклоном, передающий поднятую норией дресву на разгрузку, инжекторные блоки для закачки бентонита в водонасыщенный грунт для его закрепления.A mining combine for the construction of vertical cylindrical wells, which contains working bodies for crushing soil, a device for moving and lifting soil to the surface and strengthening walls, is disclosed. It includes a triangular platform equipped with three twin tracked tracks with individual electric drives, capable of moving around a vertical axis and in a given direction; a starting frame to which the guides are attached to move the support frames along them; the bearing beam of a triangular platform with either one or two drill heads moving along it connected to scoops and sprocket-throwers fixed to them; a receiving funnel for collecting and reloading the pulp into the elevator, built up by modular sections as they deepen into the ground; a conveyor with an adjustable slope, transferring the dead wood raised by noriya for unloading, injection blocks for pumping bentonite into water-saturated soil for fixing it.

Заявляемое техническое решение поясняется чертежами.The claimed technical solution is illustrated by drawings.

На Фиг. 1 показан общий вид заявляемого выемочного комбайна в положении, когда рытье колодца окончено и предстоит разборка и поэлементное извлечение частей машины на поверхность, где:In FIG. 1 shows a General view of the inventive mining combine in the position when the digging of the well is completed and there is a disassembly and element-wise extraction of machine parts to the surface, where:

1 - платформа:1 - platform:

2 - сдвоенные гусеничные ходы;2 - double caterpillar moves;

3 - направляющие;3 - guides;

4 - бурильная головка;4 - drill head;

5 - совок;5 - scoop;

6 - звездочки-метатели;6 - throwing stars;

7 - ленточный транспортер;7 - belt conveyor;

8 - приемная воронка;8 - receiving funnel;

9 - нория;9 - noriya;

10 - опорные рамы;10 - supporting frames;

11 - компенсационный блок;11 - compensation unit;

12 - стартовая рама;12 - starting frame;

13 - инжекторные блоки;13 - injection blocks;

14 - перекидные кожухи;14 - cross over casings;

15 - опорное бетонное кольцо;15 - supporting concrete ring;

16 - самая нижняя опорная рама, которая является одновременно площадкой для произведения бетонирования (бетон-палуба);16 - the lowest support frame, which is simultaneously a platform for concreting (concrete deck);

17 - направляющие.17 - guides.

На Фиг. 2 изображен продольный разрез изготовленного колодца,In FIG. 2 shows a longitudinal section of a manufactured well,

где:Where:

18 - стенки колодца из монолитного бетона или тюбингов;18 - walls of a well from monolithic concrete or tubing;

19 - коллектор для сбора жидкости (конденсата);19 - a collector for collecting liquid (condensate);

20 - брикетированная дресва, которой заполнено пространство, ранее занятое бурильным агрегатом выемочного комплекса.20 - briquetted wood, which filled the space previously occupied by the drilling unit of the mining complex.

На Фиг. 3 изображен пример логистики компонентов заявляемого устройства, предусматривающий разборку выемочного комбайна на агрегаты, которые будут размещаться для транспортировки в стандартных контейнерах, которые после сборки комбайна будут использоваться как подсобные строительные помещения.In FIG. 3 shows an example of the logistics of the components of the claimed device, providing for the dismantling of the mining combine into units that will be placed for transportation in standard containers, which after assembly of the combine will be used as utility building premises.

Технология сооружения вертикальных цилиндрических колодцев состоит в том, что проводят разрыхление и подъем грунта на поверхность, укрепление стен путем создания оболочки из сборных тюбингов или монолитного бетона. Предварительно укрепленный бентонирующими раствором грунт разрыхляют на необходимую глубину, перемещая выемочный комбайн по диаметру. Разрыхленный грунт (дресву) непрерывно подбирают совковыми устройствами и без превращения его в пульпу эвакуируют его сначала ленточными транспортерами во вращающуюся приемную воронку, а из нее на поверхность неповорачивающейся сборной норией, наращиваемой модульными секциями по мере заглубления комбайна, при этом сборную норию фиксируют по оси образующейся полости колодца специальными опорными рамами. Постоянное углубление комплекса и нории в грунт при пошаговом наращивании нории новыми модулями обеспечивает непрерывную эвакуацию дресвы (за исключением времени остановки на переналадку) за счет наличия на оконечности нории транспортера с переменным наклоном, который подхватывает выбрасываемую норией дресву при любом ее положении относительно верхнего среза колодца. Поднятый грунт либо вывозят, либо при необходимости брикетируют для последующего заполнения внутренних полостей колодца, а стенку колодца в процессе работ укрепляют сборными тюбингами или заливают пространство между грунтом и опалубкой, установленной на опорной раме (бетон-палубе), быстротвердеющим бетоном. Грунт может подаваться на выгрузку в отвал, непосредственно в самосвал или на машину для брикетирования извлеченного грунта. Брикеты могут быть использованы в неответственных строительных работах как компактный наполнитель удобной формы непосредственно на месте строительства или другими потребителями.The technology for constructing vertical cylindrical wells consists in loosening and lifting the soil to the surface, strengthening the walls by creating a shell made of prefabricated tubing or monolithic concrete. Pre-fortified with bentonizing mortar, the soil is loosened to the required depth, moving the harvester in diameter. Loosened soil (pulp) is continuously picked up by scoop devices and without turning it into pulp, it is evacuated first by belt conveyors into a rotating receiving funnel, and from it onto the surface by a non-rotating pre-assembled noriya, which is built up by modular sections as the combine goes deeper, while the assembled noria is fixed along the axis of the formed well cavities with special support frames. The constant deepening of the complex and the elevator into the ground during the step-by-step elevation of the elevator with new modules ensures continuous evacuation of the dead wood (with the exception of the stopping time for changeover) due to the presence on the elevator end of the conveyor with a variable slope, which picks up the dead wood released by the noria at any position relative to the upper cut of the well. Raised soil is either taken out, or if necessary, briquetted for subsequent filling of the internal cavities of the well, and the wall of the well during the work is strengthened with prefabricated tubing or fill the space between the soil and the formwork installed on the supporting frame (concrete deck), quick-hardening concrete. Soil can be fed for unloading to a dump, directly to a dump truck or to a briquetting machine for extracted soil. Briquettes can be used in non-responsible construction works as a compact filler of a convenient form directly at the construction site or by other consumers.

Для сооружения вертикальных цилиндрических колодцев требуемой глубины и фиксированного заказываемого диаметра, облицованных сплошной бетонной оболочкой или оболочкой из сборных тюбингов, применяется специализированный самоходный гусеничный выемочный комбайн, оборудованный одной или двумя бурильными головками, снабженный системой подбора грунта, а также инжекторными блоками для укрепления окружающего грунта бентонитовым раствором на любой глубине ее нахождения, при этом эвакуация дресвы на поверхность осуществляется входящими в состав этой машины ленточными транспортерами и сборной норией, секции которой наращиваются по мере заглубления машины и фиксируются специальными опорными рамами в полости колодца, причем, при необходимости, поднятый грунт может быть либо вывезен за пределы стройплощадки, либо брикетирован для последующего заполнения земляными брикетами предусмотренных внутренних полостей колодца и других объектов, а стенка колодца укрепляются сборными тюбингами или подвергаются непрерывной железобетонной обделке, производимыми со специальной бетон-палубы комбайна.For the construction of vertical cylindrical wells of the required depth and a fixed ordered diameter, lined with a continuous concrete shell or a shell made of prefabricated tubing, a specialized self-propelled crawler excavator is used, equipped with one or two drill heads, equipped with a soil selection system, and injection blocks to strengthen the bentonite surrounding soil a solution at any depth of its location, while the evacuation of wood to the surface is carried out the composition of this machine with conveyor belts and a prefabricated noriya, the sections of which grow as the machine deepens and are fixed with special support frames in the cavity of the well, and, if necessary, the raised soil can either be taken outside the construction site or briquetted for subsequent filling with earth briquettes of the provided internal cavities the well and other objects, and the wall of the well is reinforced with prefabricated tubing or subjected to continuous reinforced concrete lining, made with special concrete n-deck combine.

Все узлы и агрегаты машины изготовляются в модульном исполнении и перевозятся в собранном виде в стандартных контейнерах, которые в процессе строительства могут служить для складских, ремонтных и бытовых целей (Фиг. 3).All components and assemblies of the machine are manufactured in a modular design and are transported assembled in standard containers, which during the construction process can serve for storage, repair and domestic purposes (Fig. 3).

Выемочный комбайн в общем случае изображен на Фиг. 1. Основой выемочного комбайна является платформа 1, которая может перемещаться на трех сдвоенных гусеничных ходах 2, каждый из которых приводится в движение собственным электродвигателем. Сдвоенные гусеничные ходы 2 позволяют осуществлять вращение платформы вокруг вертикальной оси создаваемого колодца, а сама платформа может накреняться относительно вертикали. Эта способность используется для корректировки положения вертикальной оси машины относительно оси колодца. На платформе 1 закреплены направляющие 3, по которым перемещается одна или две бурильные головки 4 (в рассматриваемом случае одна). Бурильная головка 4 может быть последовательно зафиксирована на направляющих 3 в различных положениях, что позволяет разрыхлить грунт на всей площади обрабатываемого днища колодца. В каждом зафиксированном положении бурильной головки 4 платформа 1 совершает полный оборот вокруг вертикальной оси, при этом бурильная головка 4 рыхлит грунт на глубину 300 мм. Разрыхленный грунт (дресва) совком 5 и закрепленными на нем звездочками-метателями 6 забрасывается на составной ленточный транспортер 7, который доставляет грунт в приемную воронку 8. В приемную воронку 8. В приемную воронку 8 своим башмаком входит нория 9, при этом она опирается на шаровой погон, закрепленный на приемной воронке 8. При этом платформа 1 может вращаться относительно своей вертикальной оси, общей с норией 9, но сама нория 9 зафиксирована от вращения опорными рамами 10 и может перемещаться только в вертикальном направлении по мере заглубления машины вниз. В конструкцию нории 9 входит компенсационный блок 11, представляющий собой складывающийся транспортер, способный при раскрытии компенсировать разность расположения дополнительных секций нории 9 по высоте, образовавшуюся при наращивании нории 9 из-за заглубления комбайна. Сопряжение дополнительных секций норий с целью пересыпания грунта с транспортера нижней секции на верхнюю осуществляется с помощью перекидных кожухов 14, позволяющих сопрягать разнонаправленные короба дополнительных секций. Опорные рамы 10, первоначально собранные на стартовой раме 12 в пакет, последовательно сквозь стартовую раму 12 опускаются в полость колодца по мере ее заглубления. Стартовая рама 12 монтируется на предварительно сформированном на месте колодца опорном бетонном кольце 15, внутренний диаметр которого позволяет пройти сквозь него и землеройной машине, и опорным рамам 10. Первая, самая нижняя опорная рама 16 является одновременно площадкой для произведения бетонирования (бетон-палуба) и содержит устройства, необходимые для этой операции. Все опорные рамы 10 связаны между собой направляющими 17 и имеют возможность телескопически смещаться относительно друг друга на некоторую величину по вертикали. Ближняя к поверхности опорная рама 10 связана со стартовой рамой 12. Перемещение опорных рам 10 осуществляется по мере заглубления комбайна. На время проведения бетонных работ или по иной технологической надобности опорные рамы 10 могут быть закреплены на вертикальной бетонной стенке колодца после ее отверждения, для чего в необходимом месте устраивается выход арматуры. На платформе 1 установлены также инжекторные блоки 13, которые в случае опасности пересечения колодцем водоносных слоев земли используются для установки водозащитной бентонитовой преграды в районе дна колодца. Инжекторные блоки 13 шприцуют необходимую область вокруг колодца, инжектируя в нее бентонит, при этом бурильная головка 4 выводится из соприкосновения с грунтом, а платформа 1 проворачивается вокруг вертикальной оси.A mining machine is generally depicted in FIG. 1. The basis of the mining combine is a platform 1, which can be moved on three twin crawler tracks 2, each of which is driven by its own electric motor. Dual caterpillar moves 2 allow the platform to rotate around the vertical axis of the well being created, and the platform itself can tilt relative to the vertical. This ability is used to adjust the position of the vertical axis of the machine relative to the axis of the well. Guides 3 are fixed on the platform 1, along which one or two drill heads 4 (in this case, one) moves. The drill head 4 can be sequentially fixed on the rails 3 in various positions, which allows you to loosen the soil on the entire area of the processed bottom of the well. In each fixed position of the drill head 4, the platform 1 makes a complete revolution around the vertical axis, while the drill head 4 loosens the soil to a depth of 300 mm. The loosened soil (wood) by the scoop 5 and the throwing asterisks 6 fixed on it is thrown onto the composite belt conveyor 7, which delivers the soil to the receiving funnel 8. Into the receiving funnel 8. The noria 9 enters its receiving funnel 8, while it rests on ball shoulder mounted on the receiving funnel 8. In this case, the platform 1 can rotate about its vertical axis, common with noriya 9, but the noriya 9 itself is fixed from rotation by the supporting frames 10 and can only move in the vertical direction as far as deepening the machine down. The design of the elevator 9 includes a compensation unit 11, which is a folding conveyor, capable of compensating for the height difference during the opening of the additional sections of the elevator 9, which was formed when the elevator 9 was built up due to the deepening of the combine. The coupling of the additional sections of the elevators for the purpose of pouring the soil from the conveyor of the lower section to the upper one is carried out with the help of the cross over casings 14, which make it possible to interlink multidirectional boxes of the additional sections. The support frames 10, originally assembled on the starting frame 12 in a package, are successively lowered through the starting frame 12 into the cavity of the well as it is deepened. The starting frame 12 is mounted on a support concrete ring 15 preformed at the well site, the inner diameter of which allows the earthmoving machine and the support frames 10 to pass through it. The first, lowest support frame 16 is at the same time a site for concreting (concrete deck) and contains the devices necessary for this operation. All support frames 10 are interconnected by guides 17 and are able to telescopically shift relative to each other by a certain amount vertically. The support frame 10 closest to the surface is connected with the starting frame 12. The support frames 10 are moved as the combine deepens. For the duration of concrete work or for other technological needs, the support frames 10 can be fixed on the vertical concrete wall of the well after it is cured, for which purpose the reinforcement is arranged in the required place. Injection blocks 13 are also installed on the platform 1, which in case of danger of the well crossing aquifers are used to install a waterproof bentonite barrier in the area of the bottom of the well. Injection blocks 13 squirt the necessary area around the well, injecting bentonite into it, while the drill head 4 is brought out of contact with the ground, and the platform 1 is rotated around a vertical axis.

Помимо описанных основных агрегатов на землеройной машине в зависимости от конкретной конструкции могут быть размещены устройства (системы) для аварийного спасения персонала при форс-мажоре: вентиляции, газового анализа, пожаротушения, водооткачивания, осветительное, сигнализационное оборудование, гидростанция, дизель-генератор, электрические кабели, маслопроводные шланги, магистрали подачи цемента и бентонита, пульты и оборудование управления.In addition to the described main units, on the earthmoving machine, depending on the particular design, devices (systems) for emergency rescue of personnel during force majeure can be placed: ventilation, gas analysis, fire extinguishing, water pumping, lighting, signaling equipment, hydraulic power station, diesel generator, electric cables , oil hoses, cement and bentonite supply lines, consoles and control equipment.

На территории стройплощадки должны быть оборудованы подъездные пути для автотранспорта и эстакада для погрузки грунта на вывоз, или в брикетировочный пресс.Access roads for vehicles and an overpass for loading soil for export, or to a briquetting press, should be equipped on the territory of the construction site.

После выбора строительной площадки и оформления необходимых разрешений на производство работ осуществляется очистка предоставленной площади, перенос имеющихся коммуникаций и сооружение традиционными методами опорного бетонного кольца 15, внутри которого выполняется выемка, в которой собирается комбайн. Строительная площадка ограждается пустыми контейнерами для перевозки компонентов комбайна, в которых устраиваются бытовки, медпункт, биотуалет, складские помещения и ремонтная мастерская. На свободном пространстве устанавливается дизель-генератор, трансформаторная подстанция (по необходимости), оборудование для содержания и закачки в магистрали машины бетона и бентонитового раствора, эстакада для погрузки извлеченного грунта в автотранспорт либо в брикетировочный пресс. Оборудуется место для временного хранения излишков извлеченного грунта. Вокруг собранного комбайна устраивается и закрепляется на опорном кольце 15 стартовая рама 12, которая соединяется с пакетом опорных рам 10. Выемочный комбайн, в случае необходимости, осуществляет инжектирование бентонитового раствора в днище выемки, а также в стороны от него с помощью инжекторных блоков 13. В технологически оправданных случаях инжекторные блоки могут быть сняты, а процесс струйной цементации на глубину 16 метров может быть произведен машиной SANY SAJ 510.After choosing a construction site and issuing the necessary permits for work, the provided area is cleaned up, the existing communications are transferred and the concrete support ring 15 is constructed by traditional methods, inside which a recess is made in which the combine is assembled. The construction site is enclosed by empty containers for transporting the components of the combine, in which cabins, a first-aid post, a dry closet, storage rooms and a repair shop are arranged. In free space, a diesel generator is installed, a transformer substation (if necessary), equipment for maintaining and pumping concrete and bentonite mortar into the main line, an overpass for loading the extracted soil into vehicles or into a briquetting press. Equipped with a place for temporary storage of excess extracted soil. Around the assembled harvester, a starting frame 12 is arranged and fixed on the support ring 15, which is connected to the package of support frames 10. The extraction combine, if necessary, injects the bentonite solution in the bottom of the excavation, as well as to the sides with the help of injection blocks 13. B in technologically justified cases, injection blocks can be removed, and the jet grouting process to a depth of 16 meters can be performed by the SANY SAJ 510 machine.

Область распространения бентонитового раствора в грунте, единовременно возникшая от одного инжектора (шприца), условно принимается за цилиндр диаметром 3000 мм и высотой 4000 мм. После выемки грунта закрепленный бентонитом слой вокруг периметра колодца и под его днищем должен быть не менее 1500 мм. При инжектировании платформа 1 совершает на гусеничных ходах 2 один оборот вокруг вертикальной оси, шприцуя грунт инжекторами таким образом, чтобы области инжекции перекрывали друг друга (размер перекрытия отрабатывается в зависимости от характеристики грунта). После выстойки на время, необходимое для отверждения бентонита, комбайн начинает рыхлить грунт бурильной головкой 4, установленной на максимальный радиус колодца, с одновременным вращением на гусеничных ходах 2 вокруг вертикальной оси. Разрыхленный грунт подбирается совком 5 с помощью звездочек-метателей 6 забрасывается на ленточный конвейер 7, которым доставляется в приемную воронку 8, откуда норией 9 эвакуируется на поверхность. При рыхлении фунта бурильная головка 4 и сопряженный с ней совок 5 со звездочками-метателями 6 совершают колебательные движения в горизонтальной плоскости, отчего грунт днища колодца подбирается полосой. После одного полного оборота платформы 1, машина останавливается, бурильная головка 4 переставляется на вторую позицию, и машина вновь совершает один полный оборот, выбирая полосу грунта меньших размеров. Далее, на третьей позиции бурильной головки 4 описанным образом выбирается полоса грунта в центре днища, в том числе под центром платформы 1. За один полный описанный цикл комбайн углубляется на величину заглубления шарошки бурильной головки (порядка 300 мм). Несколько циклов таких заглублений позволяют произвести укрепление стенок сборными тюбингами или бетонированием образовавшейся стенки колодца, которое осуществляется с помощью скользящей опалубки по отдельному технологическому процессу, причем необходимое оборудование и оснастка размещаются на бетон-палубе 16. По мере заглубления комбайна опорные рамы 10 из пакета, одна за другой, опускаются внутрь колодца, перемещаясь относительно друг друга в пределах направляющих 17, вследствие чего создаются условия для наращивания нории 9 дополнительными секциями, а сами дополнительные секции фиксируются в полости колодца опорными рамами 10, при необходимости закрепляемыми на его отвердевшей бетонной стенке. Рассогласованность дополнительных секций норий 9 по высоте выбирается компенсационным блоком 11.The distribution area of the bentonite solution in the soil, which arose at the same time from one injector (syringe), is conventionally taken as a cylinder with a diameter of 3000 mm and a height of 4000 mm. After excavation, a layer fixed by bentonite around the perimeter of the well and under its bottom should be at least 1500 mm. When injecting, the platform 1 makes one revolution around the vertical axis on the caterpillar tracks 2, injecting the soil with syringes so that the injection areas overlap each other (the size of the overlap is worked out depending on the soil characteristics). After standing for the time necessary to cure bentonite, the combine begins to loosen the soil with a drill head 4 set to the maximum radius of the well, while simultaneously rotating on track tracks 2 around a vertical axis. The loosened soil is picked up by a scoop 5 with the help of throwing asterisks 6 is thrown onto a conveyor belt 7, which is delivered to a receiving funnel 8, from where it is evacuated to the surface by a noriya 9. When loosening a pound, the drill head 4 and the scoop 5 conjugated with it with sprocket-throwers 6 oscillate in the horizontal plane, which is why the soil of the bottom of the well is selected by a strip. After one full revolution of the platform 1, the machine stops, the drill head 4 is rearranged to the second position, and the machine again makes one full revolution, choosing a smaller strip of soil. Further, at the third position of the drill head 4, in the manner described, a strip of soil is selected in the center of the bottom, including under the center of the platform 1. For one complete described cycle, the combine is deepened by the depth of the cutter cone (about 300 mm). Several cycles of such deepening allow the walls to be reinforced with prefabricated tubing or concreting the formed wall of the well, which is carried out using sliding formwork according to a separate technological process, and the necessary equipment and equipment are placed on concrete deck 16. As the combine deepens, the supporting frames 10 from the package, one after another, they descend into the well, moving relative to each other within the guides 17, as a result of which conditions are created for building the elevator 9 sections, and the additional sections themselves are fixed in the cavity of the well by supporting frames 10, if necessary fixed on its hardened concrete wall. The mismatch of the additional sections of the elevators 9 in height is selected by the compensation unit 11.

При достижении расчетного заглубления комбайн внутри колодца разбирается на составные части, которые извлекаются на поверхность автомобильным подъемным краном.When the calculated depth is reached, the combine inside the well is disassembled into components that are removed to the surface by a truck crane.

Оставшаяся пустота заваливается предварительно извлеченным, находящимся на временном хранении грунтом (дресвой) или закладывается земляными брикетами из этого грунта, после чего производится бетонирование днища колодца с устройством приемки для сбора жидкости и других технологических углублений.The remaining void is piled up with pre-extracted, temporarily stored soil (wood) or laid with earthen briquettes from this soil, after which the well bottom is concreted with an intake device for collecting liquid and other technological recesses.

Полученный технический результат выражается в большей эффективности сооружения вертикальных цилиндрических колодцев, так как используется выемочный комбайн с компактно расположенными исполнительными органами, что способствует уменьшению размеров строительной площадки, что чрезвычайно важно при сооружении колодца внутри сложившейся застройки, при наличии брикетирования извлекаемого грунта уменьшается количество задействованного грузового автотранспорта, допускает вследствие логистического совмещения функций машины по закреплению грунта, рытью колодца и укреплению его стены возможность применения эффективной организации труда, что позволяет сократить существенно сроки сооружения колодца и осуществлять строительство без ущерба для окружающих.The technical result obtained is expressed in greater efficiency in the construction of vertical cylindrical wells, since a mining combine with compactly located executive bodies is used, which helps to reduce the size of the construction site, which is extremely important when constructing a well inside an existing building, in the presence of briquetting of recoverable soil, the number of trucks involved , allows due to logistic combination of machine functions to fix digging the soil, digging a well and strengthening its wall, the possibility of applying effective labor organization, which can significantly reduce the time of construction of the well and carry out construction without harming others.

Claims (1)

Выемочный комбайн для сооружения вертикальных цилиндрических колодцев, содержащий рабочие органы для дробления грунта, устройства для перемещения и подъема грунта на поверхность и укрепления стен, отличающийся тем, что включает в себя треугольную платформу, снабженную тремя сдвоенными гусеничными ходами с индивидуальными электроприводами, способную перемещаться вокруг вертикальной оси и в заданном направлении; стартовую раму, к которой крепятся направляющие для перемещения по ним опорных рам; несущую траверсу треугольной платформы с перемещающимися по ней либо одной, либо двумя бурильными головками, соединенными с совками и закрепленными на них звездочками-метателями; приемную воронку для сбора и перегрузки дресвы в норию, наращиваемую модульными секциями по мере углубления в грунт, транспортер с регулируемым наклоном, передающий поднятую норией дресву на разгрузку, инжекторные блоки для закачки бентонита в водонасыщенный грунт для его закрепления. A mining combine for the construction of vertical cylindrical wells, containing working bodies for crushing soil, devices for moving and lifting soil to the surface and strengthening walls, characterized in that it includes a triangular platform equipped with three twin caterpillar tracks with individual electric drives, capable of moving around a vertical axis and in a given direction; a starting frame to which the guides are attached to move the support frames along them; the bearing beam of a triangular platform with either one or two drill heads moving along it connected to scoops and sprocket-throwers fixed to them; receiving funnel for collecting and reloading wood from the noria, which is built up by the modular sections as it goes deeper into the ground, a conveyor with an adjustable inclination that transfers the lifted noria to the unloading, and injection blocks for pumping bentonite into water-saturated soil to fix it.

Images