硬岩掘进机在大倾角岩巷的应用

介绍EBZ-200(A)硬岩掘进机的主要技术特征、特点、使用情况及效果,可为大倾角硬岩掘进提供参考。

煤矿用硬岩巷道智能化钻装锚掘进机设计

针对目前掘进机在硬岩巷道掘进效率低、安全隐患大的问题,研制了集钻孔、挖掘、运料、锚护于一体的硬岩巷道智能化掘进装备,结合现场应用情况对掘进机关键部位进行了优化,解决了在岩石普氏系数f>6的硬岩巷道掘进中的施工效率低、速度慢、安全隐患大、施工人员劳动强度大等问题,大幅提高了硬岩巷道机械化作业水平和掘进速度,对类似条件下巷道的进一步推广应用具有重要的理论意义和工程价值。

XTR260硬岩掘进机双螺旋截割头螺旋升角对截割效果的影响研究

为进一步探寻XTR260硬岩掘进机双螺旋截割头部位的优化路径,结合该部位的运行工况与设计图纸,应用Pro/E三维建模软件建立其实体模型;应用有限元分析软件ANSYS和力学分析软件LS-DYNA,对其在不同螺旋升角参数下的力学性能进行初步分析.分析结果显示,当螺旋升角为14°时,截割头能够同时在钻进与横切两种截割工况下均具有较优的性能.该研究结果将为今后的硬岩掘进机双螺旋截割头的参数设计优化提供一定的参考借鉴.

土压平衡盾构机在富水硬岩地层快速掘进施工技术

随着城市轨道交通的高速发展、轨道交通线路网络规模不断扩大,交通线路在设计、施工时不可避免的受到地质条件影响,再加之施工期间安全、文明、环保要求愈加严格,传统的施工工艺在应用过程中受到极大限制,开挖施工技术显得非常重要和必要。由于现有开挖施工技术有限,且盾构法施工受水文地质影响较大。针对这一问题,提出了土压平衡盾构在富水硬岩地层快速掘进、有效控制地层压力、恢复地表沉降的措施。本文对富水硬岩地层快速开挖的施工方案进行了回顾和分析,提出了满足质量指标验收标准的详细参数计算方法和程序,为富水硬岩地层盾构掘进提供理论指导。同时在实际施工成果、技术支撑和分析评价材料奠定了该地区都市隧道掘进技术的基础。

EBZ-300型综掘机在回坡底硬岩巷道掘进中的应用

当岩石的强度大于100 MPa以上时,巷道掘进异常困难。介绍了EBZ-300型掘进机在回坡底水仓硬岩巷道掘进中的应用情况,对该掘进机的性能、使用工艺、使用效率、存在的问题和效益进行了分析。现场应用情况表明,该掘进技术比炮掘效率提高了71%,水仓平均掘进速度达到了每月85 m,大大提高了工效,同时降低了掘进成本,为硬岩巷道的快速掘进提供了重要的参考价值。

EBH315悬臂式掘进机在硬岩巷道中的应用

介绍了EBH315型悬臂式掘进机的主要技术参数、特点以及所施工硬岩巷道掘进工作面概况、劳动组织等，通过在硬岩巷道中的实际应用，与传统钻爆法施工进行对比、表明EBH315型悬臂式掘进机在硬岩（f=10～13）巷道地质条件下进尺比传统凿岩放炮进尺提高了2倍，且巷道成型明显改善，劳动强度大大降低，是硬岩掘进机技术的一座里程碑。

煤矿用硬岩巷道智能化钻装锚掘进机设计

针对现有掘进机进行岩性较硬巷道掘进工作时,存在的掘进效率低、掘进速度较慢,而且很容易引发安全事故的问题,设计一套包含钻孔、掘进、运输以及锚固全套巷道掘进工序的智能化硬岩巷道掘进机,并在某矿巷道进行实际测试优化。结果表明,智能化硬岩巷道掘进机大幅提升了对坚硬岩性巷道的掘进效率,降低了井下工作人员劳动量,并对条件相近巷道的掘进作业提供了借鉴意义。

EBH315悬臂式掘进机在硬岩巷道中的应用

本文通过对EBH315型悬臂掘进机应用效果的对比分析发现,这种新型的掘进机相对于传统掘进机来说其掘进效率更高。

深井巷道全断面硬岩掘进机及其快速施工关键技术

针对煤矿深井硬岩巷道掘进效率低下的技术难题,综合考虑深立井煤矿巷道工程环境和全断面掘进机技术特点,通过全断面掘进机施工煤矿深井岩巷可行性研究,制定了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机技术指标,研制了煤矿深井巷道全断面硬岩掘进机;基于考虑全断面掘进机施工扰动影响的岩石循环加卸载试验,建立了全断面掘进机快速施工围岩准静态循环加卸载损伤本构模型和非线性强度准则,并用于巷道围岩稳定性数值模拟中;通过数值模拟和现场监测,揭示了全断面掘进机快速施工围岩力学响应机理,提出了满足全断面掘进机快速施工煤矿硬岩巷道特点与要求的巷道支护形式和施工技术;通过分析煤矿全断面硬岩掘进机施工巷道围岩的稳定性,提出巷道顶板锚杆快速支护方案,并得到现场实测验证;针对立井井筒运输能力受限、井下工作环境空间狭小、设备需要频繁拆装转场等问题,研发了全断面岩石掘进机井下有限空间运输、组装、拆解技术,创新了全断面岩石掘进机井下始发、掘进关键技术;采用掘进、支护、排矸、辅助运输同步作业方式,解决了硬岩巷道快速施工难题。最后,通过在淮南张集煤矿西二采区1413A高抽巷进行工业性试验验证研究成果。结果表明:全断面掘进机施工煤矿深井硬岩巷道,平均月进尺达404 m,最高月进尺达560 m,为现有硬岩巷道掘进效率的5~10倍。

硬岩巷道掘进机的设计、研制和操作

英国艾姆科(Eimco)公司、巴克(Baker)采矿设备公司的一部分和英国煤炭部门一起共同研究开发硬岩隧道施工机械。 这种机械的特点是能切削抗压强度高达170MPa的岩层,并可保持巷道掘进机一类机械的灵活性。这种灵活性包括机动性、开挖形状和尺寸的多样化、设计和使用的简易性、尺寸紧凑和有效的切削作业。本文将介绍这种掘进机的发展历史以及结构特点和性能。

NSVR硬岩隧道掘进机刀盘扭矩预测分析

为了避免硬岩隧道掘进机(TBM)刀盘受困,提出TBM刀盘扭矩的非线性支持向量回归(NSVR)预测模型来指导TBM掘进施工.结合吉林引松供水工程现场掘进大量数据,研究TBM刀盘扭矩与掘进参数间的相关关系,得到刀盘扭矩与围岩类别、刀盘转速和推进速度具有明显相关关系:随着围岩强度由强到弱,推进速度对刀盘扭矩的影响逐渐变弱,刀盘转速对刀盘扭矩的影响逐渐变强.基于这种相关关系,建立刀盘扭矩NSVR预测模型,并将该模型应用于吉林引松隧道工程,对按1∶1划分的19 854个训练样本和19 854个测试样本的刀盘扭矩进行预测.预测结果表明:训练样本集和测试样本集的平均相对预测误差分别为11.3%和12.9%,测试样本集中相对预测误差高于60%的有516个测试样本,占测试样本集总数的2.6%.各项数据表明,在给定刀盘转速、推进速度和围岩类别条件下,建立的刀盘扭矩NSVR预测模型具有较高的预测精度.

硬岩掘进机盘型滚刀回转破岩仿真研究

硬岩掘进机上盘形滚刀在实际破岩过程中既随刀盘公转,又绕自身轴线自转,是一个复杂的运动过程。滚刀在破岩过程中受到的作用力的计算是进行刀盘设计和推进系统设计的重要依据。针对硬岩掘进机盘型滚刀破岩过程分析和计算的复杂性,应用ABAQUS软件中多体动力学原理建立滚刀组合回转破岩的有限元模型,模型中采用无限元网格施加无反射边界条件,消除模型大小对仿真结果的影响。通过分析计算滚刀破岩中所受的作用力,研究了滚刀回转破岩的刀间距及相位差。仿真结果表明,对于所选用的岩石类型,其最优刀间距为60mm,此时滚刀受到的滚动力最小,破岩质量最大,破岩比能最小;相邻滚刀的最佳相位差为120°,破岩质量最大,比能最小。研究为硬岩掘进机上刀盘刀具的布局研究奠定了基础。

基于Pro/E和ANSYS的硬岩掘进机截割机构的有限元分析

为了研究硬岩掘进机截割机构在外载荷作用下的应力应变特性,应用Pro/E软件对某型掘进机截割机构进行建模,利用接口将模型导入ANSYS,进行网格划分,建立有限元模型。通过某型硬岩掘进机进行有限元分析表明,当截割f=14的岩石时,该机截割机构的最大变形量为2.7mm,位于截割头前端,最大应力为248MPa,发生在悬臂升降油缸的销孔处。所得结论为改进硬岩掘进机截割机构、改善其受力状况和工作性能、延长使用寿命提供了依据。

液体黏性离合器在全断面硬岩掘进机刀盘驱动中的运用

针对全断面硬岩掘进机(Tunnel boring machine,TBM)掘进中刀盘被困的现象,设计出一种新型的TBM刀盘驱动技术,主要特征是:正常掘进工况下采用变频电动机驱动,当刀盘被困时,脱困装置和变频电动机共同驱动.脱困装置由定速电动机和液体黏性离合器组成,液体黏性离合器一方面可以比例控制电动机的扭矩输出,另一方面可以允许定速电动机的输出轴和离合器的输出轴之间存在滑差,防止刀盘未转动时定速电动机发生堵转。通过计算分析可知:新型刀盘驱动的脱困性能相对于现有的驱动方式具有明显的提升。新型刀盘驱动的关键技术是液体黏性离合器的控制,需要分析离合器的温升特性,并基于此提出离合器的扭矩控制线路。为了实现扭矩按预定控制路线变化,对离合器的扭矩传递机理开展初步研究。新型刀盘驱动系统的仿真结果表明,该系统比现有驱动系统在脱困性能方面有大幅度提升。

EBH315悬臂式掘进机在硬岩巷道中的应用

在阐述EBH315相关技术参数以及技术特点的同时,以古龙煤矿为实例,对EBH315悬臂式掘进的工作概况、劳动组织进行介绍,并研究该掘进机在硬岩(f=10~13)巷道中的具体应用效果。经过研究与对比,结果表明,EBH315悬臂式掘进进尺比传统的凿岩放炮进尺提高2倍,同时可以有效改善巷道成型、降低劳动强度。

采用准直管磨料射流掘进硬岩巷(隧)道的可行性试验与探讨

为了提高坚硬岩石巷道的掘进速度和质量 ,研究了准直管磨料射流用于岩石巷道掘进的方案 ,分析了准直管磨料射流装备的结构特点和工作原理。试验研究了准直管结构参数、磨料参数、进给速度对射流切割效果的影响。初步研究表明这一设想基本可行 ,是一种值得探讨的新型掘进方法。

硬岩掘进机可掘进性分级性能预测模型的建立及实施

硬岩掘进机(TBM)性能预测是关于掘进机选型、设计和施工的核心问题。文中基于复杂地质条件下TBM掘进性能分级预测的前期研究工作,提出依托样本数据,建立在不同岩体可掘进性等级条件下,以特定岩体掘进指数(SRMPI)为性能预测指标,融合地质、施工等领域参数的TBM性能预测模型。在此基础上,通过模型细化和科学推导得到TBM其他系统级性能指标,从而建立完备的TBM性能预测体系。将所建模型应用于兰渝铁路西秦岭隧道工程的某一施工标段,预测结果验证了该模型的科学性、有效性和指导施工的可操作性。

硬岩掘进机技术发展与趋势

结合施工案例,对近几年国内应用的TBM设备进行总结,从TBM整机寿命、机型、刀盘性能、主轴承密封与润滑、残渣清理等方面对TBM技术的新特色及其发展趋势进行分析。TBM整机使用寿命延长、连续施工能力大大提升;TBM对工程条件的适应性不断提高,出现了多种机型并存的局面;刀盘性能和寿命都得到了较大改善,性价比越来越高;主轴承密封形式有了较大进步,并且密封位置相对可调,有利于保证密封效果、延长使用寿命;残渣清理方式逐步向机械化发展,其应用效果不断提升。对TBM从多个方面进行了人性化设计,TBM技术将在地下工程施工中发挥越来越重要的作用。

横轴式硬岩掘进机振动信号测试及分析

改善掘进机的振动特性一直是掘进机研究的重点,尤其是硬岩掘进机。根据掘进机实际工况,对EBH300(A)型硬岩掘进机进行了井下振动实测,研究了整机振动强度分布并对振动频率结构进行了分析。由于回转台在掘进机结构中起着举足轻重的作用,因此重点分析了回转台处的振动特性。结论对于了解和研究掘进机的振动特性提供了实测数据的支持。

硬岩掘进机液压弯管振动功率流研究

针对硬岩掘进机(TBM)强振动环境下的液压弯管传递效率降低和损坏的问题,提出了以振动功率流的方法来研究管道的振动特性.首先,根据应力与功率的关系,建立了弯管振动功率流计算模型.然后,通过仿真分析探究了不同基础振动参数和弯管结构参数对弯管的应力影响规律,并给出了弯管的总功率和振动功率流的计算方法.最后,采用正交试验分析了弯管结构参数的影响主次顺序,优化了管道的结构参数并使管道振动功率流降低了30.52%,同时提出了基础振动下弯管的设计流程.结果表明,本文所提出的分析方法能为基础振动下弯管的设计和选型提供理论依据.