Обоснование параметров исполнительных органов комплекса для проведения вспомогательных выработок в условиях кембрийских глин

• Автор: Лавренко, Сергей Александрович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 181 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ И ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ РАЗВИТИЯ ПРОХОДЧЕСКОЙ ТЕХНИКИ ДЛЯ СТРОИТЕЛЬСТВА МЕТРО В УСЛОВИЯХ КЕМБРИЙСКИХ ГЛИН
1.1 Горно-геологические условия. Анализ массива кембрийских глин как объекта разрушения
1.2 Анализ способов проведения выработок в условиях ОАО «Метрострой» Санкт-Петербург

1.3 Анализ тоннелепроходческой техники

1.3.1 Щитовые проходческие комплексы

1.3.2 Комбайны избирательного действия

1.3.3 Комбайны с ударными исполнительными органами

1.4 Анализ конструктивных особенностей породоразрушающего инструмента проходческих комплексов

1.5 Анализ методик расчета сил резания на резцах

1.6 Анализ влияния скорости приложения нагрузки на разрушение породЗб
1.7 Анализ методик расчета ударных исполнительных органов
1.8 Выводы по главе
ГЛАВА 2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ МАССИВА КЕМБРИЙСКИХ ГЛИН РЕЗАНИЕМ И УДАРОМ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ОРГАНАМИ ПРОХОДЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
2.1 Анализ критериев прочности горных пород
2.2 Анализ процесса резания горных пород
2.3 Компьютерное моделирование процесса резания кембрийских глин
2.3.1 Методика обработки осциллограмм процесса резания
2.3.2 Анализ осциллограмм процесса резания кембрийской глины эталонным резцом
2.3.3 Анализ осциллограмм процесса резания кембрийской глины резцом типа ШБМ
2.4 Обоснование параметров ударника проходческого комплекса
2.4.1 Динамика ударной системы «поршень-боек-инструмент» для жесткой штанги
2.4.2 Численный анализ процесса соударения элементов ударной системы «поршень-боек-инструмент»
2.5 Требования, предъявляемые к стендовой установке для экспериментального исследования процесса разрушения кембрийской глины резанием
2.6 Выводы по главе
ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ КЕМБРИЙСКИХ ГЛИН ИСПОЛНИТЕЛЬНЫМИ ОРГАНАМИ УДАРНОГО И РЕЖУЩЕГО ТИПА
3.1 Общие положения методики исследований
3.2 Стенд для исследования процесса резания кембрийских глин
3.3 Методика экспериментальных исследований процесса разрушения кембрийских глин резанием
3.3.1 Исходные данные
3.3.2 Последовательность проведения испытаний
3.4 Результаты экспериментальных исследований процесса разрушения глин резанием
3.5 Экспериментальные исследования модели трехмассовой ударной системы
3.5.1 Методика проведения испытаний трехмассовой ударной системы .
3.5.2 Аналитическая обработка осциллограмм ударных процессов
3.6 Выводы по главе
ГЛАВА 4 ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ И РАЦИОНАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНЫХ ОРГАНОВ ПРОХОДЧЕСКИХ КОМПЛЕКСОВ
ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО РАЗРУШЕНИЯ МАССИВА КЕМБРИЙСКИХ
ГЛИН РЕЗАНИЕМ И УДАРОМ
4 Л Конструкция проходческого комплекса для проведения вспомогательных выработок
4.2 Конструкция и принцип работы щитового проходческого комплекса для проведения вспомогательных выработок
4.3 Конструкция ударника исполнительного органа проходческого комплекса
4.4 Методика расчета производительности и нагрузки на резцах при резании породного массива кембрийских глин
4.4.1 Основы метода расчета нагруженности исполнительных органов
4.4.2 Методика расчета роторных исполнительных органов проходческих комплексов
4.5 Расчет и анализ производительности проходческого комплекса
4.6 Алгоритм обоснования параметров ударных устройств
4.7 Технико-экономическое обоснование целесообразности применения разработанного комплекса
4.8 Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
ПРИЛОЖЕНИЕ В
ПРИЛОЖЕНИЕ Г
ПРИЛОЖЕНИЕ Д. ПРИЛОЖЕНИЕ Е.. ПРИЛОЖЕНИЕ Ж

Методика Новочеркасского технического университета и методика ЦНИИподземмаш (для породы), которые используют показатель контактной прочности породы (угля), по нашему мнению, больше применимы для крепких пород и наименее применимы для глин. Так как процесс разрушения глины резцами на планшайбах проходческих комплексов больше всего близок к работе резцов на стругах, наиболее всего для разрушения глин применима методика расчета сил на резцах струга ШахтНИУИ [110] или методика ЦНИИподземмаш (для угля), однако это заключение требует экспериментального подтверждения.
Процесс разрушения горной породы режущим инструментом горных машин подвержен влиянию большого числа факторов, которые в настоящее время учитываются с помощью эмпирических формул. Расчеты, выполненные по различным методикам, показывают большой разброс значений силы на резце в зависимости от скорости подачи при прочих равных условиях.
Таким образом, расчет параметров горных машин, в том числе моделирование работы их исполнительных органов, целесообразно производить с использованием либо методики [30], либо уточненной методики ШахтНИУИ [110].
Одним из важнейших параметров горной машины при ее работе является энергоемкость разрушения горной породы. Некорректность выбора методики расчета энергетических параметров исполнительного органа может привести к завышению мощностей машин, что приведет к увеличению ее габаритов и негативно скажется на работе машины в стесненных условиях подземного пространства, не говоря об энергопотреблении.
Расчеты по определению затрат энергии на разрушение пород, а также анализ работ Е.З. Позина [29] и Ю.И. Протасова [34], позволяют составить таблицу 1.4 условного распределения затрат энергии при разрушении пород резцовым инструментом.