Development of a hard rock excavator by using an edge excavation: Fid-Bau Portal

Development of a hard rock excavator by using an edge excavation

Shigematsu, Takahisa / Muro, Tatsuro / Terao, Nobuo / Oda, Noboru / Hanaoka, Takashi

Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines Gesteinbaggers unter Verwendung des Kantenbaggerverfahrens für Hartgesteinmasse. Der Kantenbaggermechanismus mit einem Eindring- und Drehzahlregelsystem wurde verifiziert durch verschiedene Experimente, bei denen zwei Aufreiß-Scheibenschneidwerkzeuge und hochfeste Zementmörtelprüflinge verwendet wurden. Die Eindringgeschwindigkeit, der Kantenkrümmungsradius, der Schneidraum und die Druckfestigkeit mit unbehinderter Querdehnung der Prüflinge wurden geändert. Die individuelle Längskraft, der Rollwiderstand und die Seitenkraft, die auf jedes Aufreiß-Scheibenschneidwerkzeug wirken, wurden für die Anfangseckenbaggerung und für die gleichmäßige Eckenbaggerung bei jedem Schritt gemessen. Die Differenz zwischen dem Anfangs- und dem stationären Schneidstadium ist der Schlüsselpunkt für die Erklärung des effektiven Mechanismus der Kantenbaggermethode. Als Ergebnis wurde geklärt, dass der Rollwiderstand annähernd das 1,4-fache der Längskraft und die Seitenkraft annähernd das 0,8-fache der Längskraft für die Ausgangskantenbaggerung war, während der Rollwiderstand annähernd das 2,3-fache der Längskraft und die Seitenkraft annähernd das 0,8-fache der Längskraft für die gleichmäßige Kantenbaggerung war. Die individuelle Längskraft, das Rollmoment und die Seitenkraft, die auf das Aufreiß-Scheibenschneidwerkzeug wirken, steigen mit Zunahme der Eindringgeschwindigkeit und des Kantenkrümmungsradius. Alle auf das Schneidwerkzeug wirkenden Kräfte konnten um zirka 10 % verringert werden, wenn das Werkzeug mit einem Freiwinkel versehen wird.