Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса

Техническая производительность Qт и техническая скорость проходки тоннеля Пт щитового комплекса определяются соответствен­но из выражений:

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , м3/ч; Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , м/ч, (4.5)

где кт– коэффициент технически возможной непре­рывности работы щитового комплекса.

Коэффициент кт характеризует степень совершенст­ва схемы работы щитового комплекса, а следовательно, его конструктивно-компоно­вочной схемы и уровень его надежности:

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , (4.6)

где T – чистое время (за 1 цикл) по разработке забоя на величину заходки (ширину кольца). Может определять­ся через теоретическую производительность:

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , мин, (4.7)

где В – ширина заходки (кольца), м; Т во= Т ко + Т мо + Тун– соответственно время (за 1 цикл) вспомо­гательных операций, которое складывается из времени конце­вых операций, времени маневровых операций и времени, которое затрачивается на устранение неисправностей.

Эксплуатационная производительность и эксплуатационная скорость проходки и сооружения тоннеля щитовым комплексом определится по выраже­нию

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , м3/ч; Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , м/ч, (4.8)

где кэ - коэффициент непрерывности работы комплекса в процессе эксплуатации,

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , (4.9)

где Tэо – время простоев комплекса по эксплуатаци­онно-организационным причинам, включаю­щее простои из-за несоответствия условий эксплуатации техническим данным, отсутст­вия энергии, транспорта, запчастей, материа­лов, общего уровня организации и работ и пр.

Эксплуатационные темпы проходки и сооружения тоннеля в смену и в месяц

Пэ.см = Пэ · (Тсм – Тт01 – Трп ), м/см,(4.10)

Пэ.мес = Пэ.см · ncм · nр.дн, м/мес, (4.11)

где Тсм– продолжительность смены, Тсм = 6 ч; Тm01 – время ежесменного технического обслуживания комплекса, Тm01 = 0,5 ч; Трп – время регламентированного перерыва, Трп = 0,33 ч; ncм – количество рабочих смен в сутки, ncм = 3; nр.дн – количество рабочих дней в месяц, nр.дн = 25.

Задание. Определить на основании исходных данных табл.4.1 и 4.2 теоретическую производительность Q для проходческих щитов с роторным, экскаваторным и корончатым стреловидным исполнительным органом. Выбрать тип щита на основании полученных значений удельных энергозатрат. Для выбранного щита рассчитать техническую производительность Qт, техническую скорость проходки Пт, эксплуатационную производительность Qэ, эксплуатационную скорость проходки Пэ.

Пример.

Исходные данные для щита:

с фронтальным исполнительным органом КТ1-5,6 Dщ = 5,63 м; Vп = 1,0 м/ч; Nи.о = 160 кВт;

с корончатым стреловидным исполнительным органом КТ1-5,6Д2 Dщ = 5,63 м; n = 1; Dк = 0,85 м; Lк = 0,95 м; kд = 0,9; Vп = 0,6 м/мин; Nи.о = 110 кВт;

с экскаваторным исполнительным органом КТ1-5,6Э Dщ = 5,63 м; n = 1;
h = 0,25 м; B = 0,50 м; Vр = 3,0 м/мин; Nи.о = 80 кВт;

Общие данные: B = 0,75 м; Тко = 42 мин; Тмо = 4 мин (для щита с фронтальным исполнительным органом Тмо = 0); Тун = 2 мин; Tэо = 3 мин.

Рассчитаем теоретическую производительность щита с фронтальным исполнительным органом КТ1-5,6 по формуле (4.1)

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru м3/мин.

Рассчитаем теоретическую производительность щита с корончатым стреловидным исполнительным органом КТ1-5,6Д2 по формуле (4.2). Для этого определим вначале параметр Sк (см. пояснения к формуле (4.2))

Sк = 0,85 · 0,95 ·0,9 = 0,727 м2.

При этом получим

Q = 1· 0,727 · 0,6 = 0,436 м3/мин.

Рассчитаем теоретическую производительность щита с экскаваторным исполнительным органом КТ1-5,6Э по формуле (4.3)

Q = 1 · 0,25 · 0,50 · 0,05 · 60 = 0,375 м3/мин.

Удельные энергозатраты для щита (формула (4.4)):

с фронтальным исполнительным органом

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru кВт·ч/м3,

с корончатым исполнительным органом

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru кВт·ч/м3,

с экскаваторным исполнительным органом

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru кВт·ч/м3.

На основании вычисленных значений делаем вывод, что наиболее целесообразно по критерию удельных энергозатрат в данном задании применить щит с экскаваторным исполнительным органом КТ1-5,6Э.

Определим техническую производительность Qт и техническую скорость проходки Пт щита КТ1-5,6Э по формуле (4.8), предварительно определив чистое время по разработке забоя на величину заходки (ширину кольца) по формуле (4.7)

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru мин.

Также определим коэффициент кт по формуле (4.6)

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru .

Таким образом, получим на основании формул (4.5)

Qт = 0,375 · 0,509 · 60 = 11,5 м3/ч;

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru м/ч.

Рассчитаем эксплуатационную производительность и эксплуатационную скорость проходки и сооружения тоннеля щитовым комплексом по формулам (4.9) и (4.8)

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru .

Qэ = 0,375 · 0,494 · 60 = 11,1 м3/ч;

Расчёт технической и эксплуатационной производительности щитового комплекса - student2.ru , м/ч.

Эксплуатационные темпы проходки и сооружения тоннеля в смену и в месяц рассчитаем по формулам (4.10) и (4.11):

Пэ.см = 0,447 · (6 – 0,50 – 0,33 ) = 2,31 м/см,

Пэ.мес = 2,31 · 3 · 25 = 173 м/мес.

Варианты заданий по расчёту значений удельных энергозатрат, необходимых для сравнения и выбора типа проходческого щита [2, 3, 6].

Таблица 4.1

Щит с фронтальным и.о. Щит с корончатым стреловидным исполнительным органом Щит с экскаваторным исполнительным органом
Dщ, м Vп, м/ч Nи.о, кВт Dщ, м n Dк, м Lк, м kд Vп, м/мин Nи.о, кВт Dщ, м n h, м B, м Vр, м/с Nи.о, кВт
3,2 1,0 3,2 0,75 0,85 0,9 0,60 3,2 0,25 0,50 0,05
3,2 1,1 3,2 0,75 0,85 0,8 0,72 3,2 0,28 0,50 0,06
3,2 1,2 3,2 0,75 0,85 0,9 0,72 3,2 0,30 0,50 0,08
3,2 1,3 3,2 0,75 0,85 0,8 0,60 3,2 0,25 0,50 0,10
3,2 1,4 3,2 0,75 0,85 0,9 0,60 3,2 0,28 0,50 0,12
3,2 1,5 3,2 0,75 0,85 0,8 0,72 3,2 0,30 0,50 0,08
3,2 1,6 3,2 0,75 0,85 0,7 0,84 3,2 0,25 0,50 0,10
3,2 1,7 3,2 0,75 0,85 0,8 0,72 3,2 0,28 0,50 0,12
3,2 1,8 3,2 0,75 0,85 0,9 0,84 3,2 0,30 0,50 0,12
3,2 1,9 3,2 0,75 0,85 0,9 0,72 3,2 0,32 0,50 0,14
4,0 1,0 4,0 0,75 0,85 0,9 1,08 4,0 0,28 0,50 0,06
4,0 1,1 4,0 0,75 0,85 0,8 1,20 4,0 0,30 0,50 0,08
4,0 1,2 4,0 0,75 0,85 0,9 1,32 4,0 0,32 0,50 0,10
4,0 1,3 4,0 0,75 0,85 0,8 1,08 4,0 0,28 0,50 0,12
4,0 1,4 4,0 0,75 0,85 0,9 1,20 4,0 0,30 0,50 0,06
4,0 1,5 4,0 0,75 0,85 0,8 1,32 4,0 0,32 0,50 0,08
4,0 1,6 4,0 0,75 0,85 0,7 1,08 4,0 0,28 0,50 0,10
4,0 1,7 4,0 0,75 0,85 0,8 1,20 4,0 0,30 0,50 0,12
4,0 1,8 4,0 0,75 0,85 0,9 1,32 4,0 0,32 0,50 0,14
4,0 1,9 4,0 0,75 0,85 0,9 1,44 4,0 0,34 0,50 0,16
5,63 1,0 5,63 0,85 0,95 0,9 0,60 5,63 0,28 0,50 0,07
5,63 1,1 5,63 0,85 0,95 0,8 0,72 5,63 0,30 0,50 0,09
5,63 1,2 5,63 0,85 0,95 0,9 0,72 5,63 0,32 0,50 0,11
5,63 1,3 5,63 0,85 0,95 0,8 0,60 5,63 0,28 0,50 0,13
5,63 1,4 5,63 0,85 0,95 0,9 0,60 5,63 0,30 0,50 0,07
5,63 1,5 5,63 0,85 0,95 0,8 0,72 5,63 0,32 0,50 0,09
5,63 1,6 5,63 0,85 0,95 0,7 0,84 5,63 0,28 0,50 0,11
5,63 1,7 5,63 0,85 0,95 0,8 0,72 5,63 0,30 0,50 0,13
5,63 1,8 5,63 0,85 0,95 0,9 0,84 5,63 0,32 0,50 0,15
5,63 1,9 5,63 0,85 0,95 0,9 0,72 5,63 0,34 0,50 0,17

Варианты заданий по расчёту значений технической и эксплуатационной производительности выбранного проходческого щита.

Примечание: значение теоретической производительности должно быть определено; если выбранный тип щита фронтальный, то Тмо = 0, то есть табличное значение игнорируется.

Таблица 4.2

B, м Тко, мин Тмо, мин Тун, мин Tэо, мин
0,75 3,0 1,5 2,0
0,75 3,5 2,0 2,5
0,75 4,0 2,5 3,0
0,75 4,5 3,0 3,5
0,75 5,0 1,5 4,0
0,75 3,0 2,0 2,0
0,75 3,5 2,5 2,5
0,75 4,0 3,0 3,0
0,75 4,5 1,5 3,5
0,75 5,0 3,0 4,0
0,75 3,0 1,5 2,0
0,75 3,5 2,0 2,5
0,75 4,0 2,5 3,0
0,75 4,5 3,0 3,5
0,75 5,0 1,5 4,0
0,75 3,0 2,0 2,0
0,75 3,5 2,5 2,5
0,75 4,0 3,0 3,0
0,75 4,5 1,5 3,5
0,75 5,0 3,0 4,0
0,75 3,0 1,5 2,0
0,75 3,5 2,0 2,5
0,75 4,0 2,5 3,0
0,75 4,5 3,0 3,5
0,75 5,0 1,5 4,0
0,75 3,0 2,0 2,0
0,75 3,5 2,5 2,5
0,75 4,0 3,0 3,0
0,75 4,5 1,5 3,5
0,75 5,0 3,0 4,0

Наши рекомендации