复杂岩石地层盾构掘进效能影响因素分析,这篇盾构论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
盾构论文参考文献：
摘 要：盾构掘进在煤矿开采掘进过程中的应用非常广泛,面对复杂的岩石地质情况重视盾构掘进效能的研究是非常必要的.文章介绍了复杂岩石地层盾构掘进现状及面临的问题,对复杂岩石地层盾构掘进效能影响因素做了简单分析,希望对相关工作的实践改进有一定帮助.
关键词：复杂岩石地层；盾构掘进；施工；刀具管理
中图分类号：U455.43 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）27-0168-02
随着国内煤矿发展形势的转变,煤矿开采技术也面临着新的挑战,其中复杂岩层盾构掘进技术在煤矿开采过程中被应用的也越来越多.我国地质丰富且复杂,在煤矿开采掘进过程中经常要面临地质条件复杂施工现场,目前,国内盾构掘进施工已经基本实现了机械化,TBM、盾构及顶管等掘进设备已经成为煤矿开采掘进常用的机械设备.机械化设备的应用大大提高了盾构掘进工程的施工效率,因此探究复杂岩石地层盾构掘进效能的影响因素对煤矿开采具有现实的指导意义.
1 复杂岩石地层盾构掘进现状及面临的问题
复杂岩石地层盾构掘进技术是煤矿开采掘进工作的重要技术之一,探究这一技术的效能及影响因素十分必要.
1.1 盾构掘进面临的施工环境越来越复杂
盾构法掘进在隧道掘进过程中应用较多,但该技术主要适宜在单一的软土、软岩地层或砂层及其互层的地层中掘进.但在实际应用过程中施工的地质情况往往比较复杂.例如：软硬不均、软硬交互、岩石强度差异大等等是比较常见矿区地层的实际情况.复杂的岩石地质层对盾构掘进技术提出了更高要求.另一方面,盾构法大多应用于小范围的掘进.但随着煤矿规模的不断扩大,煤炭资源的匮乏,煤矿掘进深度越来越深.现代社会盾构掘进技术施工的环境越来越复杂,对掘进的精度要求越来越高.
1.2 盾构掘进实现了全面机械化掘进
全面机械化掘进大大提高了盾构掘进的施工效率,是国内项目施工技术的一大发展.机械化程度越来高,如何有效使用掘进机械并保持机械的良好工作效率是盾构掘进技术应用的关键.从盾构技术应用的实现来看,机械损害严重是影响该技术发展的关键.掘进过程中机械刀具意外破坏和非正常磨损非常严重,同时其他辅助工作费用也有所增加.管片错台、管片姿态及成型隧道轴线难以控制等等都是盾构掘进过程中暴露的出的问题.不仅增加了掘进成本,还影响了煤矿开采的周期.盾构掘进机械是通过刀盘旋转,利用刀具切割岩石或土体工作的.掘进机械的刀盘、刀具的切割效能是评价掘进效率的重要因素.包括刀盘每转的切入深度及掘进速率.如何提高掘进机械的掘进效率是当前技术公关的主要方向.
1.3 安全事故是掘进工作面临的技术难题
从掘进机械的工作原理来看,机械刀盘工作时通过推力将刀盘切入岩石,随着刀盘的旋转盘形滚刀绕刀盘中心轴公转,在刀盘的推力、扭矩共同作用下,对煤层产生挤压、剪切、拉裂等综合作用,形成煤块碎片,达到掘进目的.对掘进机械工作原理的理解可以更好地分析影响盾构切深和掘进效率的主要因素.结合相关的理论研究成果,地质条件、机械参数及操作特性等被视为影响盾构掘进机械效率的主要因素.其中地质条件对掘进效率的影响占主要.受复杂地质条件的影响,地下水压力等综合因素的影响,在煤矿开采掘进过程中极易发生坍塌等安全事故.机械参数和操作特性等因素的影响处于其次.复杂地质条件下如何安全开展煤炭开采生产,是煤矿开采技术发展难点和重点.
2 复杂岩石地层盾构掘进效能影响因素分析
盾构掘进技术在现代社会生产活动中扮演着重要角色,复杂岩石地层对盾构掘进效能影响较大,也正是这个原因相关课题的研究备受关注,所以分析复杂岩石地层盾构掘进效能影响因素的是非常必要的.
2.1 煤层的点荷载强度对掘进效能的影响
煤层的点荷载强度对盾构掘进效能影响非常明确.煤层受其煤质质量的影响,煤层的硬度和松软度有一定的区别.以对煤层点荷载强度和掘进的速率建立数学函数分析模型为例,研究结果表明：切深和掘进速率均随煤层强度的增大而降低,而且呈幂函数曲线关系.在该项目的研究过程中煤层点荷载强度对掘进效率的影响是显著的.受煤层点荷载强度的影响,在盾构掘进实践中要特别注意对煤层点荷载强度的分析研究.对开采区域的煤层强度和硬度过高时对煤炭开采的产量要做相应的调整.另一方面,煤层点荷载强度过高时,对掘进机械刀盘刀片的影响也较大.因此,在应用实践中要及时检查机械刀盘及刀片的磨损情况,磨损严重的刀盘要及时跟换.
2.2 煤层土仓压力对掘进效能的影响
所谓盾构土仓压力是用于维持刀盘前方的围岩稳定的推力.合适的土仓压力能有效避免土体坍塌或地下水流失的问题,是维持土体稳定的关键.在煤炭开采过程中如果不能很好地控制土仓压将直接影响周边的地质情况,造成周边坍塌的生产安全事故.另一方面,土仓压对掘进机械的扭矩、推力有一定影响,当提高掘进速度时为减少土体对刀具的磨损,通常采用降低土仓压力技术处理来控制掘进成本.土仓压力的大小的控制是盾构掘进技术的难点.在煤矿掘进方案制定时,需要对矿区区域各方面的因素综合考虑以定出合理的土仓压力值.实践中地层土压力、地下水压力、预备压力等都是计算合理土仓压需要参考的数据.在掘进过程中,螺旋输送机的出煤量对土仓压有一定影响,在掘进过程中需要严格控制,间接地对掘进机螺旋机的转速进行实时调节实现稳定和平衡土仓压.通常对于硬质煤层地层,上部土仓压在0.02～0.06 MPa,下层土仓压在0.08～0.12 MPa,螺旋机转速控制在6～12 r/min；软硬不均的煤层地层,上部土仓压在0.15～0.22 MPa,下层土仓压在0.25～0.32 MPa,螺旋机转速控制在3～8 r/min.
2.3 刀具管理对掘进效能的影响
刀具的工作状态直接影响盾构的掘进效能,因此重视刀具管理是非常重要的.掘进过程中定期开仓检查、更换刀具是刀具管理的重要工作.刀具管理对掘进效能影响明显.硬质地质条件下,刀具在掘进过程中受到冲击加大,容易磨损.因此硬质地质条件下每掘进2～3环就必须开仓检查刀具磨损情况及刀具螺栓松动情况.通常将边缘滚刀及边缘刮刀最大磨损允许值规定为15 mm,超出15 mm的要需要更换.软硬不均的地质条件下,更换刀的工作相对具较为困难,通常采用对掌子面地层进行辅助加固方式固定刀具.通过多年的实践经验发现施工过程中采用全敞开或半敞开的模式掘进,有利于刀具管理.操作过程中根据机械推进力、推进速度和刀盘扭矩变化等的判断刀具是否需要做调整.例如：掘进速度明显降低、或盾构推力明显增大时,开仓检查刀具是非常必要的.检查的内容包括：否出现松动、泄漏、卡滞、是否发生偏磨等.随着技术发展,一些掘进机械已经发展了在刀具上安装液压传感系统装置.安装该装置后刀具磨损到一定程度就会自动报警指示,这样就大大提高刀具管理的效率.除了观察掘进速度、盾构推力综外,对机械的掘进参数、岩碴形状、温度、刀盘振动等指标的观察对判断刀具的状态也是非常有用的.
3 结 语
复杂岩石地质层盾构掘进效能的改善对当前煤炭掘进开采水平的提高有着重要意义.在实现盾构掘进全面机械化操作的基础上,提高机械掘进效能能有效控制掘进成本,实现煤炭开采掘进的科学管理.地质条件、机械参数及操作特性是影响盾构掘进效能的主要因素.复杂矿区地质层盾构掘进效能的控制也是适应社会发展需要的重要技术创新,通过该技术的推广将大大提高煤矿盾构掘进的开采效率.
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结论：关于盾构方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关盾构机一台多少钱论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。
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