Обоснование и выбор параметров исполнительного органа ударного действия агрегата для проходки выработок метро

• Автор: Бурак, Андрей Ярославович
• Шифр специальности: 05.05.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
Глава 1. Анализ современных способов проведения выработок в слабоустойчивых породах и совершенствование процесса проходческих работ при строительстве метрополитена
1.1. Общая характеристика современных способов проведения выработок в условиях ОАО «Метрострой»

1.1.1. Анализ проходки без щита методом сплошного забоя

1.1.2. Анализ проходческих комбайнов

1.1.3. Анализ проходческих машин и комбайнов ударного действия

1.1.4. Анализ проходческих щитов

1.1.5. Результаты сравнения рассмотренных способов проведения

выработок в условиях шахт ОАО «Метрострой»
1.2. Анализ существующих конструкций пневмо- и гидромолотов и бурильных головок, их ударных систем и принципа действия
1.2.1. Анализ параметров гидроударников
1.2.2. Возможные модернизации конструкций пневмо
гидроударников
1.3. Анализ методик расчета и стендовых исследований гидро- и пневматических машин ударного действия
1.3.1. Определение производительности машин ударного действия
1.3.2. Анализ методик расчета ударных систем бурильных головок
1.3.3. Методы определения кпд передачи удара
1.4. Постановка задач исследования
Глава 2. Обоснование параметров исполнительного органа ударного действия агрегата для проходки выработок метро
2.1. Предпосылки создания проходческого агрегата для проведения спецвыработок с использованием исполнительного органа ударного действия
2.1.1. Анализ производительности проходческого комплекса, агрегатированного исполнительным органом ударного действия
2.1.2. Анализ производительности проходческого агрегата, оснащенного фрезой с гидравлическим приводом
2.1.3. Обоснование рационального типа исполнительного органа ударного действия проходческого комплекса для шахт ОАО «Метрострой»
2.2. Теоретическое обоснование соотношения параметров ударной системы гидро- и пневмоударников
2.3. Аналитическая модель пневмо- и гидроударника
2.3.1. Модель одиночного ударника
2.3.2. Модель сдвоенного ударника
2.3.3. Анализ аналитической модели пневмо- и гидроударников

2.4. Модель конечных элементов динамического ударного взаимодействия
2.5. Предварительный анализ построенной модели
2.5.1. Ударное столкновение короткого ударника и длинной штанги
2.5.2. Анализ результатов модели ударного взаимодействия короткого ударника и длинной штанги
2.6. Моделирование и оптимизация трёхстержневой ударной системы
2.6.1. Описание модели трехстержневой ударной системы
2.6.2. Оптимизация переноса импульса
2.6.3. Анализ моделирования трехстержневой ударной системы
2.7. Выводы по теоретическим исследованиям
Глава 3. Экспериментальные исследования модели сдвоенной ударной системы пневмо- и гидроударников
3.1. Постановка задач экспериментальных исследований
3.2. Стендовые исследования ударных систем «поршень-боек-штанга»
3.2.1. Исследование ударных систем на стенде с баллистическим маятником
3.2.2. Исследования эффективности разрушения пород различных свойств
3.2.3. Исследования эффективности разрушения кембрийских глин
3.3. Анализ результатов экспериментальных исследований
ударных систем «поршень-боек-инструмент»
Глава 4. Разработка перспективных средств механизации при проведении спецвыработок и станционных тоннелей в условиях ОАО «Метрострой»
4.1. Постановка задач теоретических и экспериментальных исследований новых средств механизации проходческих работ
4.2. Обоснование рациональной конструкции ударной системы исполнительного органа комплекса для проведения спецвыработок в условиях ОАО «Метрострой»
4.3. Обоснование облика перспективных конструкций механизации проведения спецвыработок небольшой протяженности в условиях ОАО «Метрострой»
4.3.1. Комплекс для проведения выработок в слабоустойчивых породах при строительстве метрополитенов с обеспечением сохранности поверхностных сооружений
4.3.2. Компоновка конструкции проходческого комплекса, агрегатированного исполнительным органом ударного действия для проходки спецвыработок и станционных тоннелей
4.4. Исследование экономической эффективности использования проходческого комплекса с исполнительным органом ударного действия при проведении спецвыработок в условиях ОАО «Метрострой»

4.4.1. Определение капитальных затрат по новому варианту (механизированный проходческий комплекс на базе шагающего крепеустановщика ТУ-4ГП, агрегатированного исполнительным органом ударного действия)
4.4.2. Капитальные затраты по базовому варианту (способ сплошного
забоя с использованием ручных пневмомолотков)
Заключение
Литература
Приложения

прочности горной породы по шкале проф. М.М. Протодьяконова); А- диаметр пики (долота), м; а - угол заточки лезвия долота, град; ц - коэффициент трения инструмента о породу; КЗАТ - коэффициент затупления лезвий долота; асж - предел прочности горной породы на сжатие, Н/м2.
Как видно из формулы (1.1), скорость отбойки породы машинами ударного действия зависит от сочетания следующих основных факторов: крепости породы; энергии Ауд и частоты ударов ударникаРц; диаметра долота с1 типа инструмент (долота); угла заточки лезвия долота а.
Л.И. Барон и Н.С. Родионов рекомендуют определять механическую скорость отбойки гидро- и пневмоударниками по энергетической формуле [33]:
Ут = К-"-л/к7, мм/мин, (1-2)

где А - энергия удара; п„- число ударов поршня-ударника в минуту; Д - диаметр коронки, мм; Ут — показатель дробимости, характеризующий сопротивляемость пород динамическому разрушению по методу дробимости; К - эмпирический коэффициент, который выбирается в зависимости от свойств горных пород.
По данным ВУГИ [43] время отбойки 1 т породы в кутке:
мин, (1.3)

где / - коэффициент крепости породы по шкале М.М. Протодьяконова; т -мощность плата, м.
Время отбойки 1 т породы в уступе:
7,2
/у = ~5 мин. (1.4)

Часовая производительность ударника за чистое время работы в кутке и уступе: 6а- =т> т/ч; <2У = ~, т/ч. (1.5)
К *У
Эти формулы применимы для угля и не всегда применимы для работы гидро- и пневмоударников в условиях шахт ОАО «Метрострой».
Кроме того, в приведенных выше формулах учтены не все факторы (нет