Estudio sobre las características de vibración de la rozadora que corta roca dura pre-agrietada

Área de la Ciencia:

• Ingeniería Geotécnica; Ingeniería Mecánica; Ingeniería de Minas

Sus antecedentes:

• La excavación de roca dura se enfrenta a desafíos por la severa vibración del equipo y las grandes fluctuaciones de carga.; Los métodos existentes luchan por mitigar eficazmente estos problemas, afectando la longevidad del equipo y la eficiencia operativa.

Objetivo del estudio:

• Investigar el pre-agrietamiento mecánico como una solución novedosa para reducir la vibración y las fluctuaciones de carga durante la excavación de roca dura.; Analizar el impacto del pre-agrietamiento en las cargas de corte y las respuestas de vibración del equipo de tunelización.

Principales métodos:

• Se desarrolló un modelo de método de elementos discretos (DEM) de roca dura con orificios pre-agrietados.; Simulación de la iniciación y propagación de grietas utilizando un agrietador hidráulico.; Análisis de acoplamiento bidireccional (DEM-MFBD) de modelos de roca y un modelo de acoplamiento rígido-flexible de una rozadora.

Principales resultados:

• El pre-agrietamiento mecánico redujo la carga media del cabezal de corte en un 8,2% y el coeficiente de fluctuación de la carga de 0,0242 a 0,0213.; Las amplitudes de aceleración de la vibración en la banda de 20-30 Hz disminuyeron un 14,7% (cabezal de corte), un 8,7% (brazo de corte) y un 3,6% (mesa giratoria).; Se demostró la atenuación de la vibración a lo largo de la ruta de transmisión, mostrando los componentes más cercanos a la carga una mejor amortiguación.

Conclusiones:

• El pre-agrietamiento mecánico atenúa eficazmente la vibración en la fuente al reducir la rigidez de la masa rocosa y alterar el mecanismo de rotura de la roca.; Esta técnica proporciona una base teórica y una referencia práctica para mejorar la eficiencia y la fiabilidad del equipo de tunelización de roca dura.