7. Определение основных размеров щита

Диаметр щита равен:

D_щ = D_обд. + t + 2δ_о

D_обд. – наружный диаметр обдели (9,22 м);

t– зазор между внутренней поверхностью оболочки щита и наружной обделки (60 мм);

δ_о ­– толщина оболочки щита (50 мм).

D_щ = D_обд. + δ_з + 2δ_о = 9220+60+2*50 = 9380 м

Полная длина щита поверху равна:

L_щ = L_н + L_оп + L_об

L_н – ширина ножевого кольца, принимают по условию обеспечения удобства и безопасности работы проходчиков или размещения ИО щита (1200 мм);

L_оп – ширина опорного кольца (1500 мм);

L_об = l₁ + l₂ + l₃ + l_4­­­ – длина хвостовой части оболочки ;

l₁ – длина части щитового домкрата, выступающей за пределы опорного кольца (800 мм);

l₂ – ширина уплотнительного прижимного кольца (кольцо отсутствует);

l₃ – зазор между торцом уложенного кольца обделки и опорной поверхностью прижимного кольца (колец нет, зазор отсутствует).

l₄ – длина участка оболочки, в пределах которого расположена обделка (1200 мм).

L_щ = L_н + L_оп + L_об =1200 + 1500 + 2000 = 4700 мм

Отношение полной длины щита к его диаметру, характеризует степень манёвренности щита.

М = L_щ / D_щ = 4700/9380 = 0,5

Диаметр в пределах опорного кольца:

D_щ^оп = D_щ – 2δ_о = 9380 – 100 = 9280 м

Масса механизированного щита

m_щ = 1,5*(3,5D_щ­ – 10)=1,5*(3,5*9,28 – 10) = 437,1 т

8. Определение сопротивлений и числа щитовых домкратов

Определение сопротивлений, преодолеваемых щитом при передвижении:

W = W₁ + W₂ + W₃ + W₄

W₁ – лобовое сопротивление внедрению головной части щита в забой;

W₂ – сопротивление породы по наружной поверхности щита;

W₃ – сопротивление трения обдлеки по внутренней поверхности оболочки щита;

W₄ – сопротивление тренияперемещаемого совместно с щитом технологического комплекса.

W₁ = n’_здP_зд

n’_зд – количество включенных в работу забойных домкратов (19 штук)

P_зд – усилие забойного домкрата, передающееся на забой (100 кН)

W₁ = 25*100=25000 кН

W₂ = [2 ∙ ( q₁ + р₁) ∙ L_щ ∙ D_щ+G₁] ∙ f_тр.1

G₁ – собственный вес щита (437,1 т);

f_тр.1 – коэффициент трения стали о породу (0,5);

W₂ = [2 ∙ (2,3 + 0,12) ∙ 4,7∙ 9,38 + 437,1] ∙ 0,5 = 324,1 т.

W₃ = G₂ ∙ f_тр.2

G₂ – вес обделки лежащей на оболочке (G₂ = 11,88 т)

f_тр.2 – коэффициент трения (f_тр.2 =0,5)

W₃ = 11,88 ∙ 0,5 = 5,94 т.

W₄ = k_м ∙ G₃ ∙ f_тр.2

G₃ – вес части комплекса, перемещаемой со щитом

G₃ ~ 0,3 ∙ G₁ = 0,3 ∙ 437,1 = 131,1 т

k_м – коэффициент местного сопротивления (k_м =2)

W₄ = 2 ∙ 131,1 ∙ 0,5 = 131,1 т.

Общая сила предельного сопротивления:

W = W₁ + W₂ + W₃ + W₄ = 250 + 324,1 + 5,94 + 131,1 = 711,1 т

Общее усилие щитовых домкратов P_щ=k_щW=1110 т

9. Организация и комплексная механизация работ по

сооружению участка тоннеля

При щитовом способе сооружения тоннелей комплексная механизация работ предусматривает непрерывное и одновременное выполнение механизированным способом всех основных и вспомогательных операций от забоя до участка готового тоннеля. Необходимый для этого комплект оборудования, основа которого составляет проходческий щит, принято называть щитовым механизированным комплексом. Машины и механизмы, расположенные за щитом, состоят из оборудования для возведения обделки, передвижной технологической платформы, транспортного моста для ленточного транспортёра, средств для транспортировки грунта из тоннеля, гидравлического и электрического оборудования. Применение щитовых механизированных комплексов создаёт условия для частичной или полной автоматизации производства, существенно облегчает труд проходчиков и повышает его безопасность, улучшает санитарные условия и ставит на новый уровень общую культуру производства горнопроходческих работ.