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1、附录A掘进机在采矿和掘进工业的应用掘进机具有独特的性能和灵活性，能够掘进软至中等强度的岩层，因此，被广泛用于地下采矿和隧道的掘进。的掘进机的成功应用一个关键性问题是发展的能力准确和可靠的估计数字，机器生产的能力和相关的位成本。本文介绍并讨论了最近完成的工作在地球力学研究所科罗拉多矿业学院就使用的历史数据的使用作为一个表现的预测模型。该模型是基于广泛的实地收集到的数据，从不同掘进机行动，在各种各样的地质地层。该文件还讨论了发展这个数据库，以及由此产生的实证性能预测方程所得的估计掘进机切割率和比特消费。更广泛地使用机械开挖系统是一种趋势所订的越来越大的压力，对采矿和土木建筑行业迁离传统的钻挖及爆破
2、方法，以提高生产力并降低成本。额外的好处，采矿机械，包括显着改善安全性，减少了地面保障的要求和较少的人员。这些优势，再加上最近加强在机械机器的性能和可靠性，已导致在机械矿工采取了较大份额的岩石开挖的市场。掘进机是最广泛使用的地下部分断面开挖机，软至中等强度的岩石，特别是沉积岩。他们是用于发展和生产在软岩采矿业（即主要运输巷道，巷道，跨削减等） ，特别是在煤炭，工业矿物和蒸发岩。在土木建筑，他们找到的广泛运用，开挖隧道（铁路，公路，污水处理，导流洞等） ，在软地面情况，以及为扩大和康复的各种地下结构。他们的能力，挖掘，几乎任何个人开放，也使他们非常有吸引力，这些采矿和土木建筑项目的各种开放的大小
3、和配置文件需要兴建。 此外，其高流动性和灵活性， 掘进机是普遍偏低的资本成本系统相比，最其他机械挖土机。因为较高的切削功率密度，由于较小的切削鼓，他们所提供的能力，挖掘岩石更难和更磨料比他们的同行，如连续矿工和蛀虫。过去50年的掘进机掘进机首次研制的机械开挖煤炭在50年代初。今天，其应用领域已扩大，超出煤炭开采，由于不断增加的表现所带来的新的技术发展和设计的改善。主要改善措施取得了在过去50年中构成的稳步增加，机器重量，大小和截割头权力，改进设计的热潮，穆克拿起装车系统，更有效率截割头设计，冶金的发展，在切削钻头，进步，液压和电气系统，并更广泛地使用自动化和远程控制功能。所有这些，都导致了激烈
4、的增强，在切割机的能力，系统的可用性和服务的生活。机器的重量已高达120吨，提供更稳定和更严厉的（少振动，少维修）平台，从更高的推力，可以产生攻击更难岩层.该截割头的权力已经有了明显的增加，接近五百千瓦让高转矩的能力。现代机器有能力削减断面超过一百平方米从一个固定点。电脑辅助截割头 lacing设计已经发展到了一个阶段，使设计的最优位布局，以达到最高的效率在岩石和地质条件会遇到的。切削钻头已演变，从简单的凿强劲的锥形位。该淤泥的收集和运输系统也经历了重大的改进，增加能达到的生产率。加载停机坪，现在可以制造作为一个延展的一块仅仅是提供移动性和灵活性。机器可以配备与岩石锚杆支护和自动抑制尘埃的设备
5、，以提高安全工作人员的标题。他们也可以配备激光制导线形控制系统，让营办商的敏感性降低，加上增加工作效率及生产力。图- 1显示了一幅现代的横向型掘进机与伸缩臂和锚杆支护系统。图一：横轴掘进机（图片来自Voest Alpine）流动性，灵活性和选择性采矿能力构成的一些最重要的应用优势掘进机领导，以成本有效的行动。流动性是指容易搬迁，从一张脸到另一，以应付日常的开发和生产的要求，一个没有地雷。灵活性，允许快速变化的业务条件，如不同的开放模式（马鞋，矩形等） ，横截面大小，梯度（最多20个，有时30度） ，以及转弯半径（几乎可以作出90转弯） 。选择性是指有能力挖掘的不同部分混合面对地方矿可采分开，以
6、减少稀释，并尽量减少废物处理，既有助于提高生产力。自掘进机是局部的-面对机器，面对的就是方便，因此，刀具，可检查和容易改变，和屋顶的支持可以安装在非常接近面对。在除了这些，高生产率在有利的地面条件，改进安全，减少地面支持和通风的要求，所有从而减少了开挖的成本是其他重要的优势， 掘进机 。 硬石切割能力掘进机是最重要的制约因素，影响他们的申请。这主要是由于高磨损所经历的阻力位在努力，磨料岩。现今，重型掘进机可以减少在经济上硬岩层最多100mpa （ 14500 PSI ）的单轴抗压强度（ UCS ）和岩石最多160mpa （ 23000 PSI ）的UCS号码。频率增加的接头或其他岩石的弱点，使
7、岩石开挖容易，因为机器根本拉或rips出块而不是削减。如果笃是非常磨料，或回升，消费率较L型复苏/立方米，然后掘进机开挖，通常成为不合算由于经常位的变化，再加上增加了机器的震动和维修费用。 大量的努力，已在过去几年就增加的能力掘进机削减坚硬的岩石。大部分的这些努力的重点是结构性的变化，机器，如增加体重，更严厉的框架和更截割头权力。广泛的田间试验这些机器表明，刀具仍然是最弱的一点，在坚硬的岩石开挖。除非大幅改善是取得了一点的生活，真正的坚硬岩石切割仍是超越的境界的可能性与掘进机 。地球力学研究所电磁干扰（ EMI ）的科罗拉多矿业学院一直在开发一种新的刀具技术，迷你光碟机，执行硬岩切削能力圆盘切
8、割器对掘进机 ，以及其他类型的机械挖掘机（ Ozdemir等人， 1995年） 。全面大规模进行化验，一个标准的横向截割头表明，迷你光碟刀具可提高能力的掘进机硬岩开挖的同时，提供较小的刀具的变化和维修停工。这一新的切削加工技术的拥有大有希望的应用掘进机 ，以延长他们的能力，成为经济开挖坚硬岩石。此外，使用小光盘刀具，鼓矿工的概念已被开发的EMI适用于硬岩矿山的发展。图-2：截割头相关领域性能数据性能预测是一个重要因素，成功的掘进机的应用。这涉及一般与机器的选择，产率和比特成本估算。成功应用掘进机技术的任何采矿作业起见，准确和可靠的估计数是发达国家为达到生产率，并相对降低成本。此外，它是至关重要
9、的钻头设计和截割头布局优化的岩石条件，要挖掘过程中遇到的。 性能预测涵盖的评估瞬时降息，钻头的消耗率和机器利用率，为不同的地质单位。瞬时切割速度是生产速度在实际切削时间， （吨或立方米/切割小时） 。回升，消费率是指有多少好转改变，每单位体积或重量的岩石开挖， （推荐/立方米或吨） 。机器利用率的百分比所用的时间，开挖期间，该项目。 地球力学研究所科罗拉多矿业学院，共同与矿业部的伊斯坦布尔技术大学已建立了广泛的数据库相关的领域的表现掘进机与客观发展的实证模型，为准确和性能可靠的预测。数据库包含野外数据的形式众多的采矿和民间建设项目在世界各地包括各种掘进机和不同的岩土工程条件。实证性能预测方法主
10、要是根据以往的经验和统计数据的解释，以前的记录病历。以获得所需的现场数据在一个实用和有意义的格式，资料收集表编写和发送给主要承包商，业主，顾问公司，和掘进机制造商。此外，数据收集，从现有的文献对掘进机的性能，并通过实际探访的工作场所。此数据收集工作正在继续进行。该数据库包括六个类别的资料，如表-1。地质参数在数据库中，构成一般岩体和完整的岩石性质。最重要的和相关的岩体特性载于该数据库包括岩体质量称号（ RPD ） ，寝具厚度，罢工和倾角联合集和水文条件。完整的岩石性质是单轴抗压强度，抗拉强度，石英的内容，纹理和研磨性 。该岩层分为单独的区，以尽量减少变化，在机械性能数据，以提供更准确的分析。这
11、也简化了分类属性为每个区域和分析领域的性能数据。性能预测在先前的研究（乔普尔等人， 1997年） ，有与会者建议，而不是发展中国家的一个普遍的性能预测模型，单独的模型不同的地质条件和机器（按分类和随后的正常化领域的数据）应制定，以改善的准确性和可靠性表现的预测。这种方法是介绍并讨论了在这方面的文件，为瞬时切割速度（对ICR ）和位消费率（的BCR ） 。掘进机和截割头类型，岩体的起源和岩石类型是用来作为分类的主要参数。该单轴抗压强度（ UCS ） ， 截割头功率（ P ）的掘进机的重量（ W ）和截割头直径（冠心病）是用来作为正常化的参数。变化的ICR与UCS的基础上，可用的栏位的性能数据，是
12、在数字- 3为所有的地质条件和所遇到的所有类型的掘进机 。一如预期，数据显示，显着的散射与低相关系数，不容许任何趋势推断之间的UCS和ICR 。在离职后的数据为横向掘进机在沉积岩，散射成为小得多，所显示的数字- 4 。还有，相关系数低，排除了一个准确的表达任何关系这两个变数。由于对ICR是成正比的P和W和成反比UCS ，正常化后，由性（ P / UCS ） ， （ u /UCS ）和（ PXW /UCS ） ，相关性是显着改善，显示在数字5 ，第6和7 。由于可见，分类和随后的正常化，产生了一些明确的趋势，在数据中。但关系仍然是不准确的不够的。迄今为止的结果表明，这一方法的应用分类和正常化到数
13、据库一贯导致更准确的预报方程。目前，工作正在进行中把额外的参数（即石英内容）到发达国家的方程，以进一步改善其准确性和丹的适用性。结论评估和分析的数据汇编，在掘进机领域的高性能的数据库已成功地取得了一套方程可以用来预测瞬时切割速度（对ICR）和位消费率（的BCR） 掘进机 。良好的关系，被发现之间存在着这两个参数和机器的权力性（P） ，体重（W）和本笃压缩强度（UCS） 。方程的发展为这些参数作为一个函数的P ， W和UCS。这些方程被发现，主要是适用于软岩的evaporatic原产地。目前的分析是正扩展到包括困难岩石或无接缝，使方程更具有普遍性。在节理岩体，RQD的价值将被用来作为衡量岩体的特
14、点，从掘进机切割能力的观点。据认为，这些努力将导致制定一项准确的掘进机的性能预测模型可以用来在不同的岩石类型的地方掘进机经济适用。附录The mechanical boring machine is mining and tunneling industry application the mechanical boring machine has the unique performance and the flexibility, can the tunneling softly to the medium intensity rock layer, therefore, widely u
15、ses in the underground mining and tunnels tunneling. Mechanical boring machines success applies a crucial question is development ability accurate and the reliable estimate digit, machine production ability and the correlation position cost. Recently this article introduced and discusses the work wh
16、ich completed to take the forecast model which in the geomechanics research institute Colorado Mining Academy on the use historical data use displayed. This model is based on the data which widespread collects on the spot, from different mechanical boring machine motion, in various geological stratum. This document also discussed has developed this database, as well as produced from this real diagnosis performance prediction
