Erstellt 09.22

Methoden zur Sicherstellung eines effizienten Gesteinsabbaus durch Rohrvortriebsmaschinen-Meissel in Gesteinsformationen

Methoden zur Gewährleistung eines effizienten Gesteinsbruchs durch Messer von Rohrvortriebsmaschinen in Gesteinsformationen

Beim Rohrvortrieb in Gesteinsformationen ist die effiziente Gesteinsbruchleistung der Messer der Rohrvortriebsmaschine die entscheidende Garantie für den reibungslosen Fortschritt des Projekts. Dies kann durch die folgenden Schlüsselaspekte erreicht werden:

I. Materialanpassung der Messer

Genaue Auswahl der Messermaterialien basierend auf Gesteinseigenschaften wie Härte und Verschleißfestigkeit.
Für extrem harten Fels (wie Quarzit) sind Schneidwerkzeuge aus Wolframcarbid-basiertem Hartmetall zu bevorzugen. Sie besitzen eine ultrahohe Härte und Verschleißfestigkeit, wodurch sie der starken Reibung und den Stößen durch den Fels standhalten können.
Für Gestein mit geringerer Härte, aber höherer Zähigkeit (wie Schiefer) können Hartmetall-Schneidwerkzeuge mit einem geeigneten Kobaltgehalt gewählt werden. Das Element Kobalt verbessert die Zähigkeit des Schneidwerkzeugs, um Sprödbrüche zu verhindern, sodass das Schneidwerkzeug während des kontinuierlichen Schneidens in gutem Zustand bleibt und eine hohe Gesteinszerstörungseffizienz aufrechterhält.

II. Sinnvolle Auswahl der Schneidwerkzeugtypen

Die Auswahlprioritäten variieren je nach Gesteinsformation und erfordern eine Einzelfallanalyse.
In intakten, dichten und harten Granitformationen werden üblicherweise Rollmeißel ausgewählt. Im Vergleich zu traditionellen geradklingigen Meißeln kann ihr rollendes Schneidverfahren die massive Schneidkraft verteilen, was das Eindringen in das Gestein erleichtert und die Gesteinsbrucheffizienz erheblich steigert.
Für Gestein mit ausgeprägten Rissen und ungleichmäßiger Fragmentierung sind Spitzzahn-Reißmeißel besser geeignet. Sie nutzen die Zahnspitzen, um wie ein Keil in die Risse einzudringen und das Gestein auseinanderzureißen, wodurch es schnell gebrochen wird, indem sie geschickt die eigenen Schwachstellen des Gesteins ausnutzen.

III. Optimierung des Meißel-Layouts

Die Anordnung der Schneidräder auf dem Schneidkopf ist keineswegs willkürlich; sie muss sorgfältig auf der Grundlage von Gesteinsbruchmechanismen und mechanischen Prinzipien entworfen werden.
Einerseits ist eine gleichmäßige Verteilung der Schneidräder sicherzustellen, um übermäßigen Gesteinsbruch in einigen Bereichen und unzureichenden Bruch in anderen zu vermeiden, wodurch eine ausgewogene Kraftverteilung auf dem Schneidkopf während des Gesteinsschneidens erreicht wird. Beispielsweise ordnet eine spiralförmige Anordnung die Schneidräder entlang einer spiralförmigen Bahn an, wodurch das Gestein beim Vordringen der Rohrvortriebsmaschine sowohl in Umfangs- als auch in Axialrichtung geordnet gebrochen werden kann.
Andererseits sind entsprechend den Unterschieden in der Gesteinsfestigkeit verschiedene Arten und Mengen von Schneidwerkzeugen in verschiedenen Bereichen des Schneidkopfes zu konfigurieren. Da beispielsweise das Gestein im mittleren Bereich des Schneidkopfes hohem Quetschdruck ausgesetzt ist, werden dort hochfeste zentrale Diskenmeißel eingesetzt, während die Randbereiche mit zusätzlichen Reißschneidwerkzeugen ausgestattet sind, um durch kollaborative Arbeitsweise die Gesamteffizienz des Gesteinsbruchs zu verbessern.

IV. Echtzeitüberwachung und Wartung

Während des gesamten Bauprozesses ist eine Echtzeitüberwachung des Zustands der Schneidwerkzeuge erforderlich. Verschiedene am Schneidkopf und an den Schneidwerkzeugen installierte Sensoren werden verwendet, um Parameter wie Kraft, Verschleiß und Temperatur zu überwachen. Sobald der Verschleiß der Schneidwerkzeuge sich dem Schwellenwert nähert, muss unverzüglich eine Stilllegung für den Austausch oder die Reparatur geplant werden, um einen drastischen Rückgang der Gesteinsbrucheffizienz durch übermäßigen Verschleiß der Schneidwerkzeuge zu verhindern.
Optimierung der Messernutzungsstrategien basierend auf Überwachungsdaten. Gleichzeitig sollen Verschleißmuster der Messer aus den Überwachungsdaten zusammengefasst werden, um die Messerverwendungsstrategien bei nachfolgenden Bauarbeiten zu optimieren, wie z. B. die Anpassung der Vortriebsgeschwindigkeit und der Verteilung der Schubkraft, wodurch die Lebensdauer der Messer verlängert und kontinuierlich ein effizienter Gesteinsbruch gewährleistet wird.

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