Определение скорости передвижения щита

 

Наибольшую скорость, м/ч передвижения щита определяется по расходу рабочий жидкости в гидросистеме щитовых домкратов, назначая общую подачу Q серийно выпускаемых насосов высокого давления:

                                                     (1)

Где Q  общая подача насосов, м³/ч;

число включенных в работу щитовых домкратов;

 диаметр поршня домкратов, м;

Наибольшая скорость, м/ч передвижения щита по формуле (1) ровна:

 

Расчет прочности материала тюбинга

 

Размеры обделки  внутренний диаметр 5700 мм, наружный  6000мм. Толщина обделки ровна 4500мм.

Данные по матереную обделки Бетон B30, удельный вес 24кН/м³, модуль упругости  кПа, коэффициент Пуассона -0,2, расчетные сопротивления сжатия -15,5МпПа, растяжению  1,1Мпа, сдвигу 2,9 Мпа.

Для армирования принимаем арматура AIII:

d_s =24мм;                                                  M= -21.83 кНм.

R_s =330МПа;

A_s =0,000452м²;

N =2350кН;

Расчетный эксцентриситет:

                                          (1)

При симметричном армировании принимается А^’_s=A_s и R_s = R_sc

В этом случае высота сжатой зоны бетона вычисляется по формуле:

                                                     (2)

                                    (3)

Получаем:

=0,0094 м²

Где а=0,03 м – толщина защитного слоя растянутой арматуры;

h₀- рабочая высота сечения, ориентировочно определяется:

                                       (4)  

Количество стержней определяется по формуле:

                                                      (5)

Применяем 21 стрежней, учитывая такое количество арматуры в сжатой зоне.

Определение мощности щита

Установленную мощность немеханизированного щита определяют суммированием номинальных мощностей электродвигателей насосных установок гидросистемы щитов и забойных домкратов:

                                      (1)

Мощность электродвигателя должна быть не менее, кВа:

                        (2)

Где  соответственно подача насоса и давление, развиваемое насосом, Мпа;

суммарный КПД

Если гидросистема забойных и платформенных домкратов питается от отделенного насоса, то рекомендуются насоса, имеющие  м³/ч и .

Установленная мощность, кВт механизированных щитов существенно выше мощностей немеханизированных, так как большая ее часть расходуется на разработку, погрузки и выдачу из щита породы:

N _щ = N _д + N _ио + N_n + N _т                                                        (3)

Где N _д – мощность насосных установок гидросистемы щитовых домкратов;

N _ио – мощность привода ИО;

N_n –мощность устройства для погрузки разрабатываемой породы; если порода грузиться в ИО, то N_n=0 мощность, затравливаемая на погрузку, учитывается при расчете;

N _т – мощность щитового транспортера или другого средства транспортирования породы щита.

Установленная мощность немеханизированного щита по формуле (1) равна:

N_щ = 2,6+22,44+0+10 = 35,04

Методика расчета мощности зависит от типа ИО:

1. Щит с дисковым ИО:

Где  Крутящий момент на валу ИО, кНм;

  частота вращения планшайбы от 1 до 6 об/мин;

n=0,85 0,9  привода.

Крутящий момент на валу ИО:

М_кр=М_тр+М_рез+М_з+М_пр

Где М_кр- момент, затрачиваемый на преодоление сил трения породы по поверхности планшайбы;

М_рез- момент- затрачиваемый на резание породы; М_рез=0,05 М_кр для песчаных пород и М_рез=0,22М_кр – для глинистых;

М_з -момент, затрачиваемый на преодоление сопротивлений в зазоре между ИО и корпусом щита М₃=0,06;

М_пр- момент идущий на преодоление прочих сопротивлений в зазоре между на погрузку, М_пр=0,05.

Можно считать, что

М_кр=к₁М_тр

Где к₁ – коэффициент равный 1,2 для пичканых пород и 1,5 – для глинистых.

Следовательно,

Где  коэффициент трения породы по стали.