Влияние геометрических параметров исполнительного органа геохода на его силовые параметры

Обоснована актуальность развития геоходной технологии, особое внимание уделено силовым параметрам ножевых исполнительных органов геохода. Представлены отличительные особенности работы исполнительных органов проходческих подземных аппаратов класса «Геоход». Приведена математическая модель взаимодействия ножевого исполнительного органа (ИО) геохода с породой забоя. В соответствии с ней проведено исследование влияния геометрических параметров конструктивных решений ножевых ИО геохода на проекции полной силы сопротивления породы резанию на ось вращения геохода (РО), а также проекции на плоскость, перпендикулярную оси вращения геохода (RИО) и момент сопротивления резанию (МИО) для острых ножей. В результате исследования было выявлено, что увеличение радиуса геохода увеличивает значения силовых параметров взаимодействия ножевого ИО геохода с породой забоя; проекции полной силы сопротивления резанию на ось вращения геохода и на плоскость, перпендикулярную оси вращения геохода, а также момент сопротивления резанию, уменьшаются с увеличением радиуса образующей; увеличение шага внешнего движителя приводит к увеличению значений проекций полной силы сопротивления резанию на ось вращения геохода и на плоскость, перпендикулярную оси вращения геохода, а также момента сопротивления резанию для острых ножей; увеличение количества лучей, установленных на ИО геохода, в диапазоне от 2 до 8 шт. уменьшают силы резания до 8% при ß = 3º; при ß = 6º — до 16% и при ß = 9º — до 20%. Дальнейшее увеличение числа лучей не влияет на силовые параметры взаимодействия ножевого ИО геохода с породой забоя при принятых параметрах геореды.

 

Ключевые слова: подземные сооружения, горные машины, геоход, геоходная технология, особенности работы, математическая модель, исполнительный орган, нож.
Как процитировать:

Пашков Д. А. Влияние геометрических параметров исполнительного органа геохода на его силовые параметры // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2022. – № 6. – С. 109–120. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_6_0_109.

Благодарности:
Номер: 6
Год: 2022
Номера страниц: 109-120
ISBN: 0236-1493
UDK: 622.23.05
DOI: 10.25018/0236_1493_2022_6_0_109
Дата поступления: 26.02.2021
Дата получения рецензии: 05.03.2021
Дата вынесения редколлегией решения о публикации: 10.05.2022
Информация об авторах:

Пашков Дмитрий Алексеевич —аспирант, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии Сибирского отделения РАН; научный сотрудник научного центра «Цифровые технологии», Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева, е-mail: pashkov.d.a@inbox.ru.

 

Контактное лицо:
Список литературы:

1. Chen S. L., Chiu P. C. Three dimensional analysis of earth pressure balance (EPB) shield tunneling in soft bedrock / Conference Proceedings. Seventh International Conference on Advances in Civil, Structural and Mechanical Engineering — CSM 2018. DOI: 10.15224/978-163248-163-4-18.

2. Dziuban B., Ling H. I., Li L. Failure mechanisms of shallow tunnel in sandy ground / Transportation Infrastructure Geotechnology. 2018, vol. 5, pp. 318–331. DOI: 10.1007/s40515018-0062-1.

3. Lee C. J., Jeon Y. J., Kim S. H., Park I. J. The influence of tunneling on preexisting piled foundation in weathered soil // Geomechanics and Engineering. 2016, vol. 11, no. 4, pp. 553– 570. DOI: 10.12989/gae.2016.11.4.553.

4. Raid R. A., Madhat S. A., Osamah I. A. Effect of tunnel progress on the settlement of existing piled foundation // Studia Geotechnica et Mechanica. 2019, vol. 41, no. 2, pp. 102–113. DOI: 10.2478/sgem-2019-0008.

5. Waad A. Z., Qasim A. M., Halah H. M. Prediction of stresses and settlement for TBM tunnel surrounding soil // Diyala Journal of Engineering Sciences. 2019, vol. 12, no. 4, pp. 50–59. DOI: 10.26367/DJES/VOL.12/NO.4/5.

6. Горбунов В. Ф., Аксенов В. В., Эллер А. Ф. и др. Проектирование и расчет проходческих комплексов. — Новосибирск: Наука, 1987. — 192 с.

7. Walter A. V., Aksenov V. V. Determining deviations in geometry of the geokhod shells // Applied Mechanics and Materials. 2015, vol. 770, pp. 439—444.

8. Sadovets V. Yu., Beglyakov V. Yu., Aksenov V. V. Development of math model of geokhod bladed working body interaction with geo-environment // IOP Conference Series. Materials Science and Engineering. 2015, vol. 91, no. 1, article 012085. DOI: 10.1088/1757-899X/91/1/012085.

9. Аксенов В. В., Бегляков В. Ю., Блащук М. Ю., Ефременков А. Б., Казанцев А. А., Хорешок А. А., Вальтер А. В. Геоход: задачи, характеристики, перспективы // Горное оборудование и электромеханика. — 2016. — № 8(126). — С. 3—8.

10. Аксенов В. В., Хорешок А. А., Ананьев К. А., Ермаков А. Н. Разработка схемных решений исполнительных органов геоходов // Известия высших учебных заведений. Горный журнал. — 2014. — № 3. — С. 73—76.

11. Аксенов В. В., Садовец В. Ю., Пашков Д. А. Обоснование необходимости создания исполнительного органа геохода для разрушения пород малой крепости // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2016. — № 6 (118). — С. 8—15.

12. Горбунов В. Ф., Аксенов В. В., Садовец В. Ю. Экспертная оценка влияния особенностей нового класса горнопроходческой техники на методику расчета его параметров // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2004. — № 6-1(43). — С. 43—45.

13. Аксенов В. В., Хорешок А. А., Бегляков В. Ю. Концепция создания перспективного технологического уклада формирования (освоения) подземного пространства на базе опережающего развития новых подходов в строительной геотехнологии и геотехнике. Ч. 1. Предпосылки и основные положения // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2018. — № 4(128). — С. 105—114. DOI: 10.26730/1999-41252018-4-105-113.

14. Аксенов В. В., Хорешок А. А., Бегляков В. Ю. Концепция создания перспективного технологического уклада формирования (освоения) подземного пространства на базе опережающего развития новых подходов в строительной геотехнологии и геотехнике. Ч. 2 // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2018. — № 5(129). — С. 43—52. DOI: 10.26730/1999-4125-2018-5-43-51.

15. Аксенов В. В., Бегляков В. Ю., Коперчук А. В., Блащук М. Ю., Садовец В. Ю., Пашков Д. А. Создание проходческих подземных аппаратов, взаимодействующих с геосредой. Области исследований // Горное оборудование и электромеханика. — 2020. — № 2(148). — С. 3—12. DOI: 10.26730/1816-4528-2020-2-3-12.

16. Садовец В. Ю., Аксенов В. В., Бегляков В. Ю. Разработка модели взаимодействия ножевого исполнительного органа геохода с геосредой // Технологии и материалы. — 2015. — № 1. — С. 36—41.

17. Аксенов В. В., Ефременков А. Б., Садовец В. Ю., Резанова Е. В. Формирование нового подхода к синтезу технических и конструктивных решений геоходов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2010. — № S3. — С. 194—210.

18. Аксенов В. В., Садовец В. Ю. Моделирование особенностей кинематики геохода // Вестник Кузбасского государственного технического университета. — 2006. — № 6-2 (58). — С. 37—39.

19. Ветров Ю. А. Расчет сил резания и копания грунтов. — Киев: Изд-во Киев. Ун-та, 1985. — 251 с.

20. Aksenov V. V., Efremenkov A. B., Sadovets V. Yu., Pashkov D. A., Efremenkov V. A. Influence of the knife shape on the operating body cutting force // IOP Conference Series. Materials Science and Engineering. 2020, vol. 939, no. 1, article 012004. DOI: 10.1088/1757899X/939/1/012004.

21. Костинец И. К. Обоснование параметров опорной поверхности внешнего движителя геохода: автореф. дис. … кан-та техн. наук. — Кемерово, 2018. — 24 с.

Наши партнеры

Подписка на рассылку

Раз в месяц Вы будете получать информацию о новом номере журнала, новых книгах издательства, а также о конференциях, форумах и других профессиональных мероприятиях.