卡特312E挖掘機單個動作憋車維修廠
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卡特312E挖掘機單個動作憋車維修廠德國WIRTH公司生產的TB880E型掘進機已成功地用于西康線秦嶺Ⅰ線隧道的施工中。由于該設備價值高達3億多元人民幣,為了充分發揮其作用,應當積極地探索其在軟弱圍巖地質隧道中的應用,以提高設備利用率。
1.軟弱圍巖地帶施工的特點
軟弱圍巖有云母石英片巖、蝕變閃長巖、閃長玢巖及斷層破碎帶。其中,秦嶺隧道局部不良地質段為蝕變閃長巖、閃長玢巖及斷層破碎帶;而磨溝嶺隧道整體則以圍巖強度更低的云母石英片巖及斷層破碎帶為主。這類圍巖盡管因強度低而對刀具的磨損較小,但其完整性差,斷層節理裂隙發育、自穩性差,易產生塌方,從而加大了操作使用和施工的難度。如果掘進參數選擇不當,會使坍塌程度加劇或造成掘進機損壞事故。大量的塌方也會影響掘進機的通過性能而無法正常掘進。同時,軟弱圍巖容易使掘進機的掘進姿態產生變動,掘進方向易產生偏差。
2.掘進參數的選擇
(1)工作模式
TB880E掘進機有三種工作模式:自動推力控制、自動扭矩控制和手動控制。自動推力控制適用于均質硬巖,自動扭矩控制適用于均質軟巖。而軟弱圍巖的不良地質情況較為復雜多變,且多為不均質圍巖。所以手動控制盡管對操作人員的要求有所增加,但它能適應復雜多變的地質情況,有經驗的操作人員可通過各種反饋信息判斷出刀盤前方地質的最新狀況,及時地調整掘進參數以適應多變的地質狀況,這對沒有進行過準確可靠的地質預測,或是地質預測有偏差時,其優點更為突出。
(2)膠帶機的防滑與防斷
刀盤前方的圍巖若出現坍塌時,膠帶機的負荷就很大,當負荷超過一定程度后會使膠帶機打滑或停止運轉,由于3#膠帶機比1#、2#膠帶機長得多,此現象更有可能發生。特別是在3#膠帶機向溜碴槽傳送時,因為是由水平輸送變為斜坡輸送,石碴過多會落入3#膠帶機的內側,有可能導致3#膠帶機膠帶撕裂或扯斷的事故。這種現象在3#膠帶機壓力超過12MPa時就有可能發生。由于圍巖的坍塌具有一定的突發性,膠帶機的運行速度為2m/s,而主控室監視器對膠帶機輸送系統的觀察僅限于1#、2#膠帶機的交接部位和2#、3#膠帶機的交接部位以及溜碴槽的卸碴情況,當發現膠帶機有問題并作出反應時,膠帶可能已經撕裂二三十米了,所以不應通過直接觀察3#膠帶機的壓力來進行控制,否則將會滯后。而應在1#、2#膠帶機的壓力特別是1#膠帶機的壓力由12MPa上升到14MPa時,就降低推進速度;在1#膠帶機的壓力變動范圍較大時,應停止推進甚至退后,由旋轉刀盤進行出碴,以確保膠帶機的安全。
(3)刀盤轉速的選擇
刀盤有兩種驅動方式:電驅動和液壓輔助驅動。電驅動有高低兩種轉速:5.4r/min和2.7r/min;液壓輔助驅動轉速則在0~1r/min范圍內,可根據需要進行控制調節,用于刀盤脫困。
對掘進機本身而言,高速較為有利,這是因為:掘進速度=刀盤轉速×貫入度。在相同的掘進速度情況下,刀盤轉速高速時的貫入度是低速時的一半,與貫入度成正比的刀盤扭矩、推進力相對較小;因此,主電機的工作電流和刀具的承載負荷也就相應地較小,在掘進機反饋參數信息允許的前提下可提高掘進速度。
但刀盤轉速在高速時對軟弱圍巖的擾動較大,有可能造成圍巖失穩而坍塌,同時高速時出碴較快,會增大膠帶機的工作負載。因此,在軟弱圍巖的地質情況下,刀盤轉速主要選用低速。但為使掘進機充分地發揮效能,在條件允許的情況下還應盡量地選用高速,這應作為對刀盤轉速的選用原則,可通過刀盤推進力和出碴情況來進行判斷。經驗表明,在低速時,60%掘進速度的工況下,若推進力上升到10MN且出碴量穩定均勻時,可改用高速;而當高速時,60%掘進速度的工況下,推進力下降至5MN以下或出碴量不穩定時,則應改用低速。
在刀盤被卡或低速時因塌方出碴量仍然較大時,可選用液壓輔助驅動,在0~1r/min的范圍內調整其轉速。
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