外文翻译-影响掘进机的生产率和截割成本参数.doc

1、附录A译文掘进机是最灵活的，因此，作为最常见的机械化挖土机，利用在建造隧道或开发和生产在地下矿井中。这些机器是非常灵活，而且可以挖掘的各种大小，形状和类型的开口。从安装的观点上看，即时存取的支撑面就能对他们有非常有利的支持。此外，他们较少资本密集，比其他大多数机械化设备，掘进机由此可以具有了有利的经济性好的优势。不过，运营商也察觉到，掘进机在切削阻力和磨料的岩层的局限性，限制了这些机器在采矿和民间地下施工的广泛应用。一般来说，岩石的形成与一无侧限抗压强度在超过100兆帕斯卡(15000 PSI)的是被视为不适合开挖掘进机 ，除非它是高度节或裂缝。这个限额，反映了在对部分机刀具在挖掘时遇到的阻力

2、和磨料岩层接触的岩石，缺乏刚度，以及作为过分较高的点成本和低产量的利率。不过掘进机，以温和的阻力力和非适度软磨料岩中普遍使用。他们所面对的问题，就是要克服的岩石强度和耐磨性，他们可以削减。在为了改善掘进机的切削能力，过去超过20年对钻头和截割头设计已进行了广泛的研究。这些研究结果表明，钻头必须实现深穿透，让有效率的切割，高生产，避免过度有点磨损。但是，更深的截割，需要在截割头部增大强度，这就需要高截割电机功率和高的抗变形能力。因此，在最近几年，具有较高的切割功率和刚度的重型硬岩机器由制造商开发并引入市场。表现一台机器与某一特定重量和安装截割头的功率匹配的参数是 高度依赖于截割头的设计和钻头的安

3、装分配。改进牙轮钻头保证良好的截割头力平衡可以产生高得多的生产利率，减小由于截割头的振动引起的生产率的下降。本文介绍了地球力学研究所电磁干扰(EMI)的科罗拉多矿业学院(CSM)一项研究的结果表现在的对截割头设计参数和使用的方法来优化头设计，以尽量减少头部震动，并获得最大限度地生产率。影响掘进机的生产率和截割成本的几个参数，包括：（1）岩石参数，如岩石的压缩和拉伸强度，磨蚀矿物含量(即石英)的抗拉强度、百分比，岩石结构整体岩体分类和支持的要求。和矩阵式和硬度，存在面向力学性能的矿物复合材料，和弹性的行为岩石材料。（2）地面条件，例如程度联接(RQD)，综合状况、地下水、断层带、混杂的面孔情况和

4、整体岩石大量分类和支持需要。（3）机器规格，包括机器重量， 截割力， 切截速度，摆动速度，最大的可掘高度、截割头类型(轴向或横向)，钻头的类型、大小和其他特征、钻头的在截割头上的 数量和安装方式位置。（4）操作参数，如形状，大小，长度和开放，倾斜度，轮流或交叉削减，连续的切割和扩大行动中，有多少岩层在隧道的道路，地面支持的方法，和工作时间表的意义人数轮班每天天内，每星期的百分比等。综合这些参数确定了某一特定机在某一个岩石参数和地面条件下的生产能力。在1994年尼尔的会议上，已经给出了大量的充分考虑影响掘进机的性能和生产率的参数估计方法。在这些参数，也有一些无法控制。它们包括岩石和地面条件，以及

5、一些运行参数。因此，当一条隧道或巷道确定的条件下，具体到某一项目，唯一的可控参数就是掘进机参数。一般情况下，第一步是要确定是否掘进机是可行的和可以工作一个合理的生产速度下的特定情况。第二步是选择工人阶级和一般规格的机器加以考虑为就业之间的机器可以在市场上。第三步是符合目前各种特色的岩石和地面的条件，另一方面，以尽量提高其产出率。这可以通过深入研究，设计参数和优化设计的实践来实现。另外，对于现有的机器已经工作在各站上的，它始终是有利于进行这种研究，以增加生产力并降低开挖成本。在掘进机的运用中，有许多研究致力于，可能的参数修改，实现更高的产出率。此外，掘进机截割的岩石强度极限为在该行业里需要移动作

6、业的硬岩掘进机面临的问题。以下是一些解决为提高截割头的生产力和扩大他们的经济适用于硬岩的办法。当运用巷道掘进机时，有关于达到更高的生产率的可能的修改做了许多研究。 并且，巷道掘进机的岩石力量极限经常挑战归结于需要对于在产业的一种流动硬岩挖掘机。 下列是为增加巷道掘进机生产力提议的有些解答并且扩大他们对硬岩的经济适用性：-改变在材料和设计的钻头；-改善机械设计反应整体截割头截齿的力；-改善截割头设计。两种类型的掘进机，撷取(横向)和铣削(在网上或轴流式)截割头，撷取类型更适合于坚硬的岩石切割。这是由此产生的阻力是沿着煤层壁的方向，(而不是垂直)，在掘进过程更有效地削减阻力，更好地利用机器的质量来

7、产生更有效的摩擦力。对两种类型的截割头型式，进行优化设计是必要的，以配合岩石切割的特点和最大限度地生产率。设计参数包括截齿间隔，截齿位置，其倾斜角度，斜的角度。间距之间的截线必须通过分析岩石破坏行为和预期的深度渗透来进行优化。此外，截割头的布局必须平衡，通过控制刀具的位置，以创造一个更合适的(队)的分布，以尽量减少震动。这个问题是至关重要的，因为增加的间距程度不足会影响刀具数量和潜在的更高的震动。头部振动可产生不利影响的生产速度，机器的寿命和维修。因此，通过优化截割头设计，取得了良好的平衡截齿的分布数据和减少振动，可以提高的表现，给定机器和最主要的优化目标，目前所讨论的文件在以下各节。该截割头

8、振动是指以整体的力量变化对头部造成的之间的互动，钻头和岩石。掘进的变异是一个功能的双边投资协定的数量在接触的岩石，空间位置位在三维空间中，和深度的渗透率为每截齿。结合这些参数确定的总的力量作用于截割头在任何特定的时间点。很明显，自截割头是旋转，时间转化为空间和转动的立场。一个计算机程序研制的截齿对截割头 ，以及模拟切削加工过程的设计主管。这一程序的能力，以确定的立场，位在三维空间中考虑到岩石性质，截割头几何形状和深度的分布场。该程序检查牙轮钻头的相互作用，并确定了双边投资协定的数量在与岩石在任何特定的旋转角度的头部。实际的渗透每一个人的一点是在与岩石的计算方法和部队的要求，对于给定深度的渗透率

9、估计。估计势力，然后投射到三个相互垂直的轴(直角坐标系)成立于截割头。预计势力概括起来估计总力和力矩的要求，头部在每个运作模式，即掘进和电弧(回转或剪切)模式。计算切削参数(如掘进尺度或牵引力，扭矩和功率) ，然后记录每个位置的头部，因为它旋转360与理想的角增量。首要的考虑，在钻头设计涉及到的限制是，在与岩石作用时，钻头的形状和岩石力学性能影响着施加在岩石上的力量。显然，为实现更深的截割，需要较高的切削力，可作用于对钻头的是有限制的最高力量。而在切割石英丰富的岩石类型中，截齿材料必须具有一定的耐磨和韧性，以承受冲击载荷。使用碳化钨与钴合金，部分解决了这个问题和改进截齿的寿命。此外，新的钎焊及

10、表面处理技术，以改善耐磨性截齿桑克斯增强截齿的耐磨性。在条款位形状，指向攻击(圆锥)截割头，虽然他们是不是自封的激化，有时声称，增加了截齿的寿命和工作效率，由于他们的能力，保持一定的配置文件一个较长时期内的时间。使用这些位几乎已成为标准的重型掘进机并改善他们的工作效率。应用切割技术对掘进机可以改善刀具的寿命，使这些机器攻击更硬的岩石。 一微型切割机最近已在科罗拉多矿业学院研制成功。该截齿的平均直径是12.5厘米(5英寸)，安装一个5厘米(2英寸)的悬臂式轴用滚针轴承。截割同样的深度，微型截齿上的截割力要比常规的盘型刀盘上的截割力要小得多。微型截割头是重量轻，遇到问题，能够很容易处理和更换，而且

11、钻头在掘进机截割头上大约需要同一空间大小作为为标准。这些独特的功能，采用微型截齿是一个非常有前途的解决适用范围扩大至截割头能开挖困难的岩层的方案。机械设计，主要是根据机械的性能和作用于截割头上的截割力。机器的质量和整体几何尺寸决定可用于截割头上力的大小和最大力的方向。在本质上，该掘进机的能力，性能参数(即掘进机掘进能力，截割电机，升降能力，后支撑力)是取决于机器的质量。较大的机器质量是通常与较大的截割头想匹配，以便为反应掘进需要实现的较高的生产率。其中的限制因素，传统上一直是掘进机掘进轴向力或以截割力的大小来确定机型。这股力量通常是由牵引的努力抓取工具产生的，这是被普遍认为缺乏效率的，尤其是运

12、用在软，湿的楼层。安装伸缩臂对新一代的截割头 ，在相当大的程度上，缓解这个问题。伸缩臂提供推进力，而机器仍然平稳。这使得更好地利用机器的质量和摩擦之间的履带式和地面。安装了一套插孔，以增加掘进的能力和较高的安装截割头的功率，也有助于改善截割头的切削能力 。偶尔，面积较大航道已被用来增加截割电机功率，并允许更好地利用机器大规模增加生产率，而在机械液压系统不需要任何改变。附录B外文文献Roadheaders are the most flexible and thus the most common mechanized excavators utilized in the constructio

13、n of tunnels or development and production in underground mines. These machines are very mobile and can excavate various size， shape and type of openings. They provide immediate access to the face which is very favorable from a support installation viewpoint. Also they are less capital intensive tha

14、n most other mechanized tunneling machines and therefore， can provide favorable economics. The limitation of roadheaders in cutting hard and abrasive rock formations， along with being operator sensitive， however， restricts the widespread application of these machines in mining and civil underground

15、construction. Generally， a rock formation with an unconfined compressive strength in excess of 100 MPa (15，000 psi) is considered to be unsuitable for excavation by roadheaders unless it is highly jointed or fractured. This limit reflects the lack of stiffness on the part of machine to hold the cutt

16、ers in contact with the rock， as well as the excessively higher bit costs and low production rates that are encountered in excavation of hard and/or abrasive rock formations. However， roadheaders are commonly used in soft to moderately hard and non to moderately abrasive rocks. The challenge they face is to overcome the limit of rock strength and abrasiveness that they can cut. In order to improve the cutting ability of roadheaders， extensive studies on bit and