Погрузка и транспортировка грунта
При проходке немеханизированными щитами разработанные грунты обычно грузят в транспортные средства автономными породопогрузочными машинами (см. рис. 5.2). Для погрузки грунта используют породопогрузочные машины тех же типов, что и при горном способе проходки. В данном случае фронт погрузки и габариты породопогрузочной машины ограничиваются размерами средней ячейки нижнего яруса щита, в которой работает машина. Кроме того, грунт, расположенный вблизи боков выработки, приходится перебрасывать к ее середине вручную. Все это снижает производительность погрузки грунта, которая в значительной степени определяет скорость и трудоемкость сооружения тоннеля. В щитах среднего диаметра применяют породопогрузочные машины ковшового типа 1-ППН-5, ППН-2 и т. д. При проходке щитом большого диаметра применяют машины тяжелого типа, например 1ПНБ-2 или ПНБ-3Д.
Для подачи вагонов под погрузку используют специальные металлические подвижные платформы длиной 15…20 м, на которых расположены откаточные пути со стрелочными переводами. Платформы передвигают вместе со щитом при помощи металлических тяг.
При проходке тоннеля механизированным щитом, в процессе разработки забоя, погрузка грунта осуществляется специальными устройствами.
Погрузочные органы выполняют в виде различных конструкций, например, в щитах с роторным исполнительным органом уборка грунтов может осуществляться непосредственно самим ротором, внутри которого расположены лопасти, подающие разработанный грунт по направляющим на конвейер (см. рис. 5.3), либо ковши, смонтированные на водиле (см. рис. 5.4). В щитах со стреловым исполнительным органом и с горизонтальными площадками при проходке в песчаных и глинистых грунтах применяют шнековые погрузчики или погрузчики с нагребающими лопатами. В щитах с активным пригрузом забоя грунт из-за перегородки выдается в тоннель механическим устройством (шнеком) или посредством гидротранспорта (см. рис. 5.5, 5.6).
Грунт грузится на щитовой и тоннельный транспортеры и далее в вагонетки или самосвалы. Производительность погрузочных и транспортных средств должна соответствовать скорости разработки грунта исполнительным органом.
Для определения времени погрузки за один цикл проходки требуется определять в каждом случае фактическую производительность машин. Фактическая производительность погрузки грунта при проходке механизированным щитом (м3/мин) может быть определена по формуле:
; (5.13)
| где S – | площадь разрабатываемого забоя, м2; |
| b – | ширина кольца обделки, м; |
 – | коэффициент разрыхления грунта; |
| t – | время, отводимое в цикле проходки на разработку грунта, мин. |
Для транспортировки грунта из тоннеля может применяться рельсовый или автомобильный транспорт. Рельсовый транспорт применяют при уклонах до 30 ‰. Для откатки используются контактные и аккумуляторные электровозы, а также вагонетки разных типов. Время погрузки одного состава, необходимое для обеспечения непрерывности процессов погрузки грунта в мин., определяют по формуле:
  – | где Vваг – полезный объем вагонетки, м3; Pф– фактическая производительность погрузки грунта, м3/мин); |
При проходке тоннеля с портала грунт транспортируют непосредственно в отвал. Рекомендуется применение большегрузных вагонов с донным конвейером-перегружателем типа ВПК-7 и ВПК-10. В случае использования механизированных щитов и транспортировки грунта через шахтный ствол применяют шахтные вагонетки и механизированную эстакаду на поверхности.
При проходке с портала или из котлована тоннеля большого сечения длиной до 1,5…2 км целесообразно применение автосамосвалов. Двухполосное движение по тоннелю возможно при ширине проезжей части не менее 6 м. Для изменения направления движения автосамосвалов через 200…300 м устраивают разминовки или специальные переносные поворотные устройства. Возможно использование специальных автосамосвалов, изменяющих направление движения без поворотных устройств. Допустимая скорость движения автомобильного транспорта в тоннеле не более 20 км/ч.