Авторизация:
Логин:
Пароль:
  



АНОНС


ОБЗОР
О ПЕРСПЕКТИВНЫХ НАПРАВЛЕНИЯХ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ СЕЙСМО-ДЕФОРМАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА В БУРОВЗРЫВНЫХ РАБОТАХ НА КАРЬЕРАХ
Применение высокоточных электронных систем инициирования скважинных зарядов в горном деле вызвало необходимость уточнения выбора параметров буровзрывных работ с учетом...

ПОДРОБНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

 

ОСНОВЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ МАШИН



При строительстве тоннелей различного назначения в России используется в основном зарубежное оборудование. Рассмотрена проблема почти полного отсутствия в России опыта проектирования тоннелепроходческих щитов. Приведены основные технологические и конструктивные параметры щитов, которые необходимо использовать в проектных расчетах. Отмечено, что схема расстановки породоразрушающего инструмента на исполнительном органе во многом определяет эффективность применения щита. Предложено для силового расчета исполнительного органа щита, оснащенного дисковыми шарошками типа CCS использовать методику Колорадского горного университета (США), отражена сущность этой методики и представлены ее расчетные зависимости. Отражено состояние вопроса расстановки породоразрушающего инструмента на исполнительном органе. Показаны негативные последствия ошибок и неправильного выбора схемы расстановки, к которым относятся повышенный износ подшипникового узла и повышенный расход инструмента. Приведены основные схемы и зависимости, позволяющие разработать конфигурации расстановки рабочих инструментов на исполнительном органе и пригодные для использования в системах автоматического проектирования.


Для цитирования: Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н. Основы проектирования исполнительных органов тоннелепроходческих машин // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2019. – № 6. – С. 156–164. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-156-164.



Номер: 6
Год: 2019
ISBN: 0236-1493
УДК: 624.191.6:622
DOI: 10.25018/0236-1493-2019-06-0-156-164
Авторы: Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А., Линник Ю. Н.

Информация об авторах:
Жабин Александр Борисович (1,2) — доктор технических наук, профессор, действительный член АГН, Президент ТРО МОО АГН, e-mail: zhabin.tula@mail.ru,
Поляков Андрей Вячеславович (1,2) — доктор технических наук, профессор, академический советник АГН, e-mail: polyakoff-an@mail.ru,
Аверин Евгений Анатольевич — кандидат технических наук, инженер-конструктор, e-mail: evgeniy.averin.90@mail.ru,
ООО «Скуратовский опытно-экспериментальный завод»,
Линник Юрий Николаевич — доктор технических наук, профессор,
e-mail: yn_linnik@guu.ru, Государственный университет управления,
1) Тульский государственный университет,
2) Тульское региональное отделение межрегиональной общественной организации
Академия горных наук (ТРО МОО АГН).

Для контактов: Поляков А.В., e-mail: polyakoff-an@mail.ru.



Ключевые слова:
Тоннелепроходческий щит, ТПМК, исполнительный орган, дисковая шарошка типа ССS, силовой расчет, методика Колорадского горного университета, схемы расстановки инструмента, расчетные зависимости.

Библиографический список:

1. Юнгмейстер Д. А., Ячейкин А. И. Модернизация исполнительного органа тоннелепроходческого механизированного комплекса Herrenknecht S-782 // Горное оборудование и электромеханика. — 2017. — № 3. — С. 3—7.


2. Roby J., Willis D. Achieving fast EPB advance in mixed ground. A study of contributing factors / Proc. North American Tunneling. 2014. Pp. 182—194.


3. Gerasimova V. Underground Engineering and Trenchless Technologies at the Defense of Environment // Procedia Engineering. 2016, vol. 165, pp. 1395—1401. DOI: 10.1016/j.proeng.2016.11.870.


4. Антипов В. В., Антипов Ю. В., Наумов Ю. Н. Комплекс КТПМ-5,6/6,0: новый шаг в проектировании отечественной техники для строительства тоннелей для метрополитенов // Горное оборудование и электромеханика. — 2012. — № 4. — С. 23—26.


5. Zhao J., Gong Q. M., Eisensten Z. Tunnelling through a frequently changing and mixed ground. A case history in Singapore // Tunnelling and Underground Space Technology. 2007, vol. 22, no 4, pp. 388—400. DOI: 10.1016/j.tust.2006.10.002.


6. Balci C., Tumac D. Investigation into the effects of different rocks on rock cuttability by a V-type disc cutter //Tunnelling and underground space technology. 2012, vol. 30, pp. 183—193. DOI: 10.1016/j.tust.2012.02.018.


7. Li F. H., Cai Z. X., Kang Y. L. A theoretical model for estimating the wear of the disc cutter // Applied mechanics and materials. 2011, vol. 90, pp. 2232—2236. DOI: 10.4028/www.scientific. net/AMM.90-93.2232.


8. Rostami J. Study of pressure distribution within the crushed zone in the contact area between rock and disc cutters // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences. 2013, vol. 57, pp. 172—186. DOI: 10.1016/j.ijrmms.2012.07.031.


9. Cho J. W., Jeon S., Yu S. H., Chang S. H. Optimum spacing of TBM disc cutters. A numerical simulation using the three-dimensional dynamic fracturing method // Tunnelling and Underground Space Technology. 2010, vol. 25, no 3, pp. 230—244. DOI: 10.1016/j.tust.2009.11.007.


10. Yagiz S. Utilizing rock mass properties for predicting TBM performance in hard rock condition //Tunnelling and Underground Space Technology. 2008, vol. 23, no 3, pp. 326—339. DOI: 10.1016/j.tust.2007.04.011.


11. Жабин А. Б., Поляков А. В., Аверин Е. А. Сопоставление отечественных и зарубежных методов расчета усилий на лобовых дисковых шарошках при разрушении горных пород // Горный журнал. — 2018. — № 12. — С. 65—68. DOI: 10.17580/gzh.2018.12.13.


12. Жабин А. Б., Поляков Ан.В., Поляков Ал.В., Фомичев А. Д., Антипов Ю. В. Расчет роторного исполнительного органа тоннелепроходческого механизированного комплекса КТПМ-6,0 // Горное оборудование и электромеханика. — 2012. — № 2, pp. 16—23.


13. Bruland A. Hard rock tunnel boring: PhD Thesis. Trondheim, Norway: Norwegian University of Science and Technology, 1998.


14. Macias F. J. Hard Rock Tunnel Boring: Performance Predictions and Cutter Life Assessments: PhD Thesis. Trondheim, Norway: Norwegian University of Science and Technology, 2016.


15. Rostami J. Development of a force estimation model for rock fragmentation with disc cutters through theoretical modeling and physical measurement of crushed zone pressure: PhD Thesis. Golden, Colorado, USA: Colorado School of Mines, 1997.


16. Balci C. Correlation of rock cutting tests with field performance of a TBM in a highly fractured rock formation. A case study in Kozyatagi-Kadikoy metro tunnel, Turkey // Tunnelling and Underground Space Technology. 2009, vol. 24, no 4, pp. 423—435. DOI: 10.1016/j.tust.2008.12.001.


17. Tumac D., Balci C. Investigations into the cutting characteristics of CCS type disc cutters and the comparison between experimental, theoretical and empirical force estimations // Tunnelling and Underground Space Technology. 2015, vol. 45, pp. 84—98. DOI: 10.1016/j.tust.2014.09.009.


18. Rostami J., Chang S. H. A Closer Look at the Design of Cutterheads for Hard Rock Tunnel-Boring Machines // Engineering. 2017. Т.3, no 6, pp. 892—904. DOI: 10.1016/j.eng.2017.12.009.


19. Frenzel C., Käsling H., Thuro K. Factors influencing disc cutter wear // Geomechanik und Tunnelbau. 2008, vol. 1, no 1, pp. 55—60. DOI: 10.1002/geot.200800006.


20. Жабин А. Б., Поляков Ан. В., Поляков Ал. В., Мурашов В. В. Оптимизация расположения резцов на коронках исполнительных органов проходческих комбайнов // Горный журнал. — 2016. — № 12. — С. 73—82. DOI: 10.17580/gzh.2016.12.16.


21. Huo J., Sun W., Chen J., Zhang X. Disc cutters plane layout design of the full-face rock tunnel boring machine (TBM) based on different layout patterns // Computers & industrial engineering. 2011, vol. 61, no 4, pp. 1209—1225. DOI: 10.1016/j.cie.2011.07.011.


22. Huo J., Hanyang W., Jing Y., Wei S., Guangqing L., Xiaolong S. Multi-directional coupling dynamic characteristics analysis of TBM cutterhead system based on tunnelling field test // Journal of mechanical science and technology. 2015, vol. 29, no 8, pp. 3043—3058. DOI: 10.1007/s12206-015-0701-1.


23. Han M. D., Cai Z. X., Qu C. Y., Jin L. S. Dynamic numerical simulation of cutterhead loads in TBM tunnelling // Tunnelling and Underground Space Technology. 2017, vol. 70, pp. 286—298. DOI: 10.1016/j.tust.2017.08.028.


24. Chen Y., Wei T., Gong T. Research on optimal layout of cutter-head system of rock tunnel-boring machine based on Archimedes spiral theory //Advances in Mechanical Engineering. 2018, vol. 10, no 2, pp. 1—10. DOI: 10.1177/1687814018759352.


25. Geng Q., Bruland A., Macias F. J. Analysis on the relationship between layout and consumption of face cutters on hard rock tunnel boring machines (TBMs) // Rock Mechanics and Rock Engineering. 2018, vol. 51, no 1, pp. 279—297. DOI:10.1007/s00603-017-1320-1.  


вернуться назад
Карта сайта