ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЛИНОВИДНЫХ ДИСКОВЫХ ШАРОШЕК ПРИ ОСНАЩЕНИИ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ


https://doi.org/10.17073/2500-0632-2018-4-41-50

Полный текст:


Аннотация

В зарубежной практике проектирования и эксплуатации горнопроходческих машин для проведения тоннелей в настоящее время принято оснащать тоннелепроходческие щитовые комплексы дисковыми шарошками типа CCS большого диаметра. Вместе с тем существует еще один тип дискового инструмента для разрушения горных пород – клиновидные лобовые шарошки, которые, как показывает практика, в некоторых ситуациях могут обеспечивать большую эффективность работ, чем стандартный инструмент. Отечественные исследования в данном направлении сводятся в основном к изучению клиновидных дисковых шарошек относительно небольшого диаметра для оснащения ими стреловидных проходческих комбайнов. Однако данный опыт не может быть применен в случае необходимости к эксплуатации щитовых тоннелепроходческих комплексов, поэтому изучение зарубежного опыта по данному вопросу является целесообразным. В представленной работе приводится анализ комплексных исследований, проведенных зарубежными специалистами в процессе строительства тоннелей различного назначения в Турции в первом десятилетии нынешнего века. Данные исследования включают определение широкого спектра физикотехнических свойств горных пород, проведение лабораторных и натурных (полевых) испытаний по определению силовых характеристик процесса разрушения горных пород, сопоставление лабораторных, натурных и теоретических расчетных значений силовых и энергетических показателей работы щитовых тоннелепроходческих комплексов. В результате проведенных испытаний было установлено, что эффективность разрушения горных пород определяется не только их прочностью, но и структурными и текстурными особенностями. Различия наблюдались и при сравнении данных лабораторных экспериментов с натурными данными, и при сравнении лабораторных и натурных значений усилий на шарошках в процессе разрушения горных пород с теоретическими расчетными значениями. Кроме того, к перспективным направлениям применения клиновидных лобовых дисковых шарошек следует отнести разрушение вязких неабразивных пород с небольшим количеством минеральных включений или, с некоторыми оговорками, разрушение весьма крепких и абразивных горных пород. Не все выводы, сделанные на основании проведенного анализа, совпадают с мнениями авторов исходных исследований, поэтому для более полного понимания темы рекомендуется ознакомиться с литературой (особенно зарубежной) из списка цитированных источников.


Об авторе

Е. А. Аверин
ООО «Скуратовский опытно-экспериментальный завод»
Россия


Список литературы

1. Хорешок А.А., Кузнецов В.В., Борисов А.Ю. Обоснование геометрических параметров дискового инструмента для исполнительных органов проходческих комбайнов // Горное оборудование и электромеханика. – 2008. – № 2. – С. 11-13.

2. Перспективы применения дискового инструмента для коронок проходческих комбайнов / А.А. Хорешок, Л.Е. Маметьев, В.В. Кузнецов, А.Ю. Борисов // Вестник КузГТУ. – 2010. – № 1. – С. 52–54.

3. Хорешок А.А., Кузнецов В.В., Борисов А.Ю. Прогнозирование максимального объема разрушенного материала дисковым инструментом // Горный информационноаналитический бюллетень (научнотехнический журнал). – 2011. – № 9. – С. 299–304.

4. Распределение напряжений в узлах крепления дискового инструмента на коронках проходческих комбайнов / А.А. Хорешок, Л.Е. Маметьев, В.В. Кузнецов, А.Ю. Борисов, А.В. Воробьев // Вестник КузГТУ. – 2012. – № 6. – С. 34–40.

5. Основные этапы разработки и моделирования параметров дискового инструмента проходческих и очистных горных машин / А.А. Хорешок, Л.Е. Маметьев, А.М. Цехин, В.И. Нестеров, А.Ю. Борисов // Горное оборудование и электромеханика. – 2015. – № 7. – С. 9–16.

6. 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. – Т. 57. – Pp. 172-186.

7. Li F., Cai Z., Kang Y. A Theoretical Model for Estimating the Wear of the Disc Cutter // Applied Mechanics and Materials. – 2011. – Т. 90-93. – Pp. 2232-2236.

8. 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. – Т. 45. – Pp. 84-98.

9. Maidl B., Schmid L., Ritz W., Herrenknecht M. Hardrock Tunnel Boring Machines. Berlin: Ernst and Son. 2008. – 343 p.

10. Zhabin A., Polyakov A., Averin E. Scale factors for conversion of forces on disc cutters for the main domestic and foreign methods // Mining of Mineral Deposits. – 2017. – Т. 11. – № 3. – Pp. 50-55.

11. Bilgin N., Copur H., Balci C. Mechanical excavation in mining and civil industries. CRC Press, 2013. – 353 С.

12. Bilgin N., Copur H., Balci C. Effect of replacing disc cutters with chisel tools on performance of a TBM in difficult ground conditions // Tunnelling and Underground Space Technology. – 2012. – Т. 27. – №. 1. – Pp. 41-51.

13. Guclucan Z. и др. The use of a TBM in difficult ground conditions // Proceedings of the 2nd Symposium on Underground Excavations for Transportation, Istanbul, Turkey. – 2007. – Pp. 83-91. (на турецком языке).

14. Guclucan Z. и др. The use of a TBM in difficult ground conditions in Beykoz–Kavacik Sewerage Tunnel // Proceedings of the World Tunnelling Congress, Underground Facilities for Better Environment and Safety, Agra, India. – 2008. – Pp. 1630-1638.

15. Guclucan Z. и др. The use of theoretical rock cutting concepts in explaining the cutting performance of a TBM using different cutter types in different rock formations and some recommendations // Proceedings of World Tunnelling Congress, Safe Tunnelling for the City and for the Environment, Budapest, Hungary. – 2009. – Pp. 487-489.

16. 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. – Т. 30. – Pp. 183-193.

17. Roxborough F.F., и др. Fundamental studies on the mechanics of cutting rock with discs // Third Australian Tunnelling Conference: Preprints of Papers. – Institution of Engineers, Australia, 1978. – Pp. 43-47.

18. Roxborough F. F., Phillips H. R. Rock excavation by disc cutter // International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts. – 1975. – Т. 12. – №. 12. – Pp. 361-366.

19. Rostami J., Ozdemir L. A new model for performance prediction of hard rock TBMs // Proceedings of the rapid excavation and tunneling conference. – Society for mining, metallurgy & exploration, Inc. – 1993. – Pp. 793-793.

20. Rostami J., Ozdemir L., Nilson B. Comparison between CSM and NTH hard rock TBM performance prediction models // Proceedings of Annual Technical Meeting of the Institute of Shaft Drilling Technology, Las Vegas. – 1996. – Pp. 1-10.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Аверин Е.А. ЗАРУБЕЖНЫЙ ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ КЛИНОВИДНЫХ ДИСКОВЫХ ШАРОШЕК ПРИ ОСНАЩЕНИИ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИХ ЩИТОВ. Горные науки и технологии. 2018;(4):41-50. https://doi.org/10.17073/2500-0632-2018-4-41-50

For citation: Averin E.A. FOREIGN EXPERIENCE OF THE USE OF V-TYPE DISC CUTTERS IN TUNNELING AS A REFERENCE POINT FOR PROSPECTIVE STUDIES IN RUSSIA. Mining science and technology. 2018;(4):41-50. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/2500-0632-2018-4-41-50

Просмотров: 75

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2500-0632 (Online)