7. Пример расчета

Выполнить расчета параметров проходческого щитового комплекса для микротоннелирования с опережающим закреплением породного массива методом ГСЦ при исходных данных, приведенных в табл. 7.1.

Таблица 7.1.

Наименование параметра	Числовое значение параметра
Необходимый диаметр закрепляемого массива D, м	1,5
Гидравлическая мощность насосной установки N0, кВт	100
Давление водоцементного раствора P0, МПа	55
Коэффициент сцепления горной породы С, МПа	0,009
Число рабочих смен в сутки nсм	1
Длительность смены tсм, ч	8

Определяем диаметр струеформирующей насадки по формуле (5.1).

м.

Принимаем из стандартного ряда ближайшее значение м.

Частоту вращения буровой колонны и рациональную скорость подъема буровой колонны находим из решения системы уравнений (5.2). Подставив значения, получаем

Откуда, частота вращения буровой колонны составит = 0,09 с^-1, а скорость подъема буровой колонны = 0,0056 м/с.

Таким образом, теоретическая скорость продвигания забоя (по технологии ГСЦ) составляет 0,0056 м/с или теоретическая производительность составит = 20,16 м/ч.

Суточная производительность (м/сут.) проходки рассчитывается по формуле (5.3).

м/сут.

Допустим, что закрепляемый массив набирает достаточную устойчивость за трое суток (при использовании соответствующих добавок), тогда для осуществления непрерывной проходки по закрепленному массиву горных пород необходимо опережение проходческого забоя (т. е. длина буровой колонны) 45 × 3 = 135 м. Такие параметры вполне соответствует технологическим возможностям буровой техники.

Таким образом, из произведенных расчетов видно, что проходческий щитовой комплекс, оснащенный насосной установкой мощностью 100 кВт и гидроструйным инструментом с диаметром отверстия струеформирующей насадки 3,5 мм, обеспечивает закрепление массива на диаметр 1,5 м с суточной производительностью 45,15 м/сут.

8. Контрольные вопросы

1. В чем заключается процесс гидроструйной цементации горных пород?

2. Расскажите технологическую последовательность получения закрепленного массива способом гидроструйной цементации?

3. Укажите назначение миксерной станции?

4. Опишите устройство и принцип работы гидросъемника бурового става для выполнения работ по закреплению массива неустойчивых горных пород?

5. При каких известных величинах производится расчет конструктивных параметров инструмента, режимных параметров процесса гидроструйной цементации горных пород и энергетических характеристик насосного оборудования?

6. Напишите зависимость для расчета суточной производительности проходческого щитового комплекса при микротоннелировании с опережающим закреплением породного массива методом ГСЦ?

Список литературы

1. Бреннер В.А., Головин К.А., Пушкарев А.Е. Разработка оборудования для закрепления массивов неустойчивых горных пород методом гидроструйной цементации. - Тула, Изд-во ТулГУ, 2007. – 206 с.

2. Головин К.А. Оборудование для гидроструйной цементации грунтов // Горные машины и автоматика. - №5, 2007. – С. 15 – 18.

3. Пат. РФ № 2002137223/03 (041543). Способ закрепления грунта / Бреннер В.А., Головин К.А., Заводчиков Б.Н. и др. – Зарегистрирован 01.12.2005.