автореферат диссертации по транспортному, горному и строительному машиностроению, 05.05.06, диссертация на тему:Обоснование основных параметров управления проходческим щитом и режимов его работы

На правах рукописи

Набродова Ирина Николаевна

ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКИМ ЩИТОМ И РЕЖИМОВ ЕГО РАБОТЫ

Специальность: 05.05.06 - Горные машины

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Тула 2013

005546299

005546299

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тульский государственный университет»

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

ИВУТИН Алексей Николаевич

Официальные оппоненты: ЖАБИН Александр Борисович

доктор технических наук, ФГБОУ ВПО «Тульский государственный университет» (ТулГУ)/ кафедра «Геотехнологий и строительства подземных сооружений», профессор.

ПОЛЯКОВ Андрей Вячеславович

кандидат технических наук, ООО «Экспертный Центр Технологической Безопасности», технический директор, г. Тула.

Ведущая организация: ЗАО «Подмосковный научно-

исследовательский угольный институт» (ЗАО «ПНИУИ»)

Защита диссертации состоится «12» декабря 2013 г. в 1400 часов на заседании диссертационного совета Д 212.271.04 при Тульском государственном университете по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, д. 90, ауд. 220, 6-й уч. корпус.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Тульского государственного университета.

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, подписанные и заверенные печатью организации, просим высылать по адресу: 300012, г. Тула, просп. Ленина, 92, Ученый совет ТулГУ, факс: (4872)33-13-05, e-mail:toolart@mail.ru.

Автореферат разослан « 12 » ноября 2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

А.Б. Копылов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Важными элементами подземного строительства являются тоннели (метрополитена, автодорожные, железнодорожные, коммунальные и специальные тоннели), представляющие собой протяженные подземные выработки, закрепляемые по периферии, как правило, обделкой замкнутого очертания. Учитывая все более возрастающую потребность в строительстве тоннелей, усилилась работа по созданию и изготовлению тоннелепро-ходческого механизированного комплекса.

Любой тоннелепроходческий комплекс включает в себя проходческий щит и представляет собой сложную горную машину, которая должна бесперебойно функционировать в широком диапазоне изменения эксплуатационных параметров. Проблемы проектирования подобных систем решены далеко не полностью. В частности, не решена проблема рационального размещения сенсоров на объекте автоматизации, определения необходимой точности и быстродействия датчиков, а также обработки измерительной информации при выборе параметров управления и поддержании режимов проходки. Указанные обстоятельства определяют актуальность темы диссертации.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с тематическим планом НИР Научно-образовательного центра по проблемам рационального природопользования при комплексном освоении минерально-сырьевых ресурсов Аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)» (per. номер 2.2.1.1/3942), Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (гос. контракт № 02.740.11.0319) и НИР 8.1374.2011, выполняемой в рамках государственного задания «Управление информационными процессами в робототехнических комплексах специального назначения».

Целью диссертационной работы являлось уточнение закономерностей взаимодействия рабочего органа проходческого щита с горным массивом для разработки эффективной функциональной системы управления параметрами и режимами его работы, обеспечивающей автоматизацию технологического процесса проходки и нормальные эргономические условия труда оператора комплекса.

Идея работы заключается в том, что обеспечение комплексной механизации и автоматизации процесса проходки и нормальных эргономических условий труда оператора достигаются в предлагаемых принципах создания программно-аппаратных комплексов.

Основные научные положения работы, выносимые на защиту:

- зависимости, описывающие продольное перемещение и вращение ротора, учитывающие влияние прочностных свойств вмещающих пород проходимой выработки и состояние элементов проходческого щита разработаны на основе математического моделирования;

- зависимости, описывающие управление копир-резцом, учитывающие профиль тоннеля и текущее угловое положение ротора;

- методы построения структурной схемы управления проходкой, объединяющей схемы управления копир-резцом, продольным перемещением ротора и его

вращением, отличающееся тем, что управление ведется с применением контроллеров, получающих сигналы от датчиков и выдающих управляющие воздействия на приводы, рассчитанные на ЭВМ.

Новизна основных научных результатов:

- уточнены закономерности внешних и внутренних процессов в рабочем органе проходческого щита от прочности пород проходимой выработки;

- обоснована схема управления, позволяющая обеспечить рациональные параметры и режимы проходки щита;

- разработаны принципы и методы создания средств комплексной механизации и автоматизации процессов в рабочем органе проходческого щита.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использован комплекс методов: теоретической механики, теории механизмов и машин, теории гидропривода, системного анализа и математического моделирования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается результатами апробации разработанных методов при решении практических задач создания системы управления проходческим щитом тоннелепроходческого механизированного комплекса и внедрением полученных результатов в производство.

Практическое значение работы заключается в создании методики проектирования проходческих щитов тоннелепроходческих механизированных комплексов с системой управления на основе:

- компонентного подхода;

- разработки конфигурации систем и общих принципов управления с применением современных цифровых технологий;

- разработки и реализации одноуровневой системы управления с распределенным сбором и обработкой информации, функционирующей на основе микропроцессорных управляющих устройств и средств вычислительной техники.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены в процесс разработки тоннелепроходческого механизированного комплекса КТПМ-5,6 на ООО «Скуратовский опытно-экспериментальный завод» для строительства метро в г. Санкт-Петербург.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных конференциях и семинарах: на 31-ой научной сессии НТО РЭС им. Попова (г. Тула, 2013г.), на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 научных работ, в том числе 6 статей в сборниках, рекомендуемых ВАК.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 147 страницах машинописного текста, состоит из 4 разделов, содержит 50 рисунков, 16 таблиц, заключение, список литературы из 114 наименований, а также имеет 8 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Общими задачами проектирования тоннелепроходческих механизирован-

ных комплексов занимались Клорикьян В.Х., Бреннер В.А., Жабин А.Б., Антипов В.В., Антипов Ю.В., Наумов Ю.Н., Поляков Ан.В. и др. Различные проблемы проектирования объектов измерения (горные машины и гидропривод) исследовали Башта Т.М., Бартон Н., Берман В.М., Богданович Л.Б., Бреннер В.А., Гейер В.Г., Докукин A.B., Зубков JI.A., Псномаренко Ю.Ф., Солод В.И., Сырицын Т.А. и др. Исследованиями проектирования информационно-измерительных систем, систем управления и выбором датчиков занимались Колгин A.B., Котюк А.Ф., Свиридов В.Г., Улынин В .А., Фомин А.Ф., Фрайден Дж., Краус М., Вошни Э., Аш Ж., Новоселов О.Н. и др.

К производителям механизированных щитов относятся следующие компании: Herrenknecht, LOVAT, ООО «Скуратовский опытно-экспериментальный завод» и другие.

Однако создание новых моделей проходческой техники обусловило появление новых задач, требующих решения. В частности, возникла задача создания автоматизированных рабочих органов, обеспечивающих рациональные режимы проходки.

Цель и идея работы, а также современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме обусловили необходимость постановки и решения следующих задач исследований:

1. Разработка кинематической схемы тоннелепроходческого механизированного комплекса и формирование математических моделей линейного гидропривода и привода с объемным регулированием.

2. Построение аналитических математических моделей элементов проходческого щита с учетом формирования схемы распространения воздействий в рабочем органе.

3. Получение силовых зависимостей для расчета нагрузок в конструкции щита и систем линейных уравнений в приращениях для расчета динамики объекта измерения и управления на основе общего описания гидроприводов и гидронасоса.

4. Построение структурных схем линейного гидропривода, объемного гидропривода и гидронасоса с электроприводом, датчиков сенсорной подсистемы; определение передаточных функций элементов структурных схем и разработка на их основе структурной схемы комплекса.

5. Апробация разработанных методов на задачах практического проектирования системы управления тоннелепроходческим механизированным комплексом КТПМ-5,6.

Тоннелепроходческие механизированные комплексы предназначены для сооружения тоннелей различного назначения и включают' в себя проходческий щит 1 и защитовой комплекс 2 (рисунок 1).

Основными параметрами управления являются: управление копир-резцом, управление положением линейных приводов, отвечающих за продольное перемещение щита и скорость вращения объемных приводов, обеспечивающих вращение ротора щита.

Рисунок 1 - Тоннелепроходческий механизированный комплекс

Системы координат: хОу: — система координат, связанная с внешней кромкой последнего уложенного звена тоннеля; х'О'у'х — система координат, связанная со щитом;

у"О"г" - система координат, свя-

Считается, что весь комплекс работает в геодезической системе координат, которая называется Земной, или абсолютной системой хаОауа~а . Расчетная кинематическая схема щита приведена на рисунке 2. Здесь А - внешняя кромка последнего звена тоннеля; В - корпус щита; С — ротор (рабочий орган щита);

— К\ — К2 — К.2 — К3 — Кг —

- линейные гидроприводы с измеряемыми значениями величин ходов штоков.

занная с ротором.

Определим профиль проходки, который минимизирует объем горных выработок. Для этого рассмотрим сечение А-А (рисунок 3). Наилучшим при сопряжении двух кривых является случай, когда их радиусы в точке сопряжения рав-Рисунок 2 — Кинематическая схема щита ны- Пусть проходка осуществляется по эллипсу. В этом случае радиус кривизны эллипса в точке касания кольца и тоннеля должен быть равен радиусу тоннеля.

Меньший диаметр эллипса на закругленных участках равен:

D' = 4DCL. (1)

Меньший диаметр эллипса в сечении Б-Б может быть определен по форму-

ле:

D" =

Dd

(2р

+ 2d-D}2

<D',

2р+Э

где £> - искомый диаметр профиля проходки; d — диаметр кольца, р — радиус

кривизны тоннеля.

Меньший диаметр эллипса должен меняться на длине проходки Ь от величины £>', обеспечивающей лучшее сопряжение в верхней точке касания, до величины И"<£>', обеспечивающей лучшее сопряжение в нижней точке касания. Если это реализовать технологически затруднительно, то можно принять, что на закругленных участках проходка должна осуществляться с реализацией эл-липсообразной формы проходки с большим диаметром.

Как следует из кинематической схемы (см. рисунок 2) в проходческом щите применяются два типа гидроприводов: линейный привод двустороннего действия с

прямым ходом штока и привод с объемным регулированием аксиально-поршневого типа.

Получим системы уравнений, описывающих динамику приводов обоих типов с учетом того, что все факторы, воздействующие на их исполнительный орган, такие, как масса/момент инерции и коэффициент вязкого трения отнесены ко внешним, по отношению к приводам, конструктивным элементам.

Получена система линейных алгебраических уравнений в операторной форме для линейного привода двустороннего действия с прямым ходом штока, имеющая вид

а1Р105Р1 (*)+а1р205Р2 ^+аЮ0Ьо(*)=а\р005Р0 (*)+в1/ю5Л (5)+а1/205/2 ^ , л + а2р10 )■ 8Л (л) = а2роо 5р0 (5) + а2/ю 5/, М + Ы0 , * + *210 0 )" Ч0 (4

(рз/»2И + азр2о)-8р2(а) = азроо8Ро (а) + вЗ/208/2 М + Кв^ + ^о )"8Л0

/ \ (3)

а4р1о5р1(!!) + а4Р2О8Р2^ + а40 О5Г0 (*) = \а41.в232 +а4101*)-5£0 (4

где £ - оператор дифференцирования; р00 - установившееся значение давления в напорной магистрали; р10, р20 - установившиеся значения давления в первой и второй полостях привода; /|0, /20 - установившиеся значения проходных сечений первого и второго регулируемых клапанов; рх - давление в полости Ух\ р2 — давление в полости У2; /{ и /2 площади сечения первого и второго регулируемых клапанов; <2\ и <¿2 — объемные расходы жидкости через первый и второй регули-

Рисунок 3 — Формирование радиуса в тоннеле

руемые клапаны; <2 - объемный расход привода; Ьш - среднее положение длины хода штока; Рш - внешняя сила, действующая на шток привода.

Система (3) может быть разрешена относительно выходных (регулируемых) параметров ,Ъд,.

Для привода с объемным регулированием аксиально-поршневого типа получена следующая система линейных алгебраических уравнений в операторной форме:

ъра (•О^у^М*)^, АД*);

а2рлй 5РА (*) + д2дАо (■*) = а2р05Р0 (4)

а3рАх *ЪРА а1РА0 5РА ^ = а3^о5»ДЛ')+аЗро05РО

где 5 - оператор дифференцирования; р0 - давление через распределительную шайбу; Ра - давление при дросселировании на входном трубопроводе в рабочих полостях; - угол поворота выходного вала двигателя относительно плоскости угла между выходным валом и осевой блока цилиндров; <2 - объемный расход рабочего тела через входной трубопровод; ц - момент внешних сил, действующих на привод.

Данная система может быть разрешена относительно величин , 8дл,

Рассмотренный в диссертационной работе гидропривод может использоваться как гидронасос, в качестве его привода применяется электродвигатель, принудительное вращение его выходного вала при этом обеспечивает нагнетание жидкости в трубопровод в направлении обратном тому, которое реализуется в приводе. В аксиальных гидронасосах изменение угла наклона диска позволяет регулировать их производительность. В качестве приводного двигателя гидронасосов обычно используется электродвигатель.

В операторной форме система, описывающая установившийся режим работы гидронасоса выглядит следующим образом:

«1ф2 ф (*)+ а1ф1 л5Ф М+д1рф0 5РФ М = (5) + д1у0 5У СО;

Я2рф0 5 («) = Д22Ф0 52Ф (5)

«Зф, *8ф (а) + «Зрфо 5 РФ (*) + аЗр0о 5Ро = а3у! ^у (5) + дЗУо 5г С5) где ф — скорость вращения вала гидронасоса; рф - давление в рабочих полостях цилиндра, задействованных на выталкивание рабочей жидкости в выходной трубопровод; ро - давление в выходном напорном трубопроводе; у - угол поворота пластины гидронасоса; (2ф - выходной расход рабочей жидкости.

На основании аналитических математических моделей (3) - (5) разработана методика объединения структурных схем компонентов в единую структурную схему системы в целом: линейного гидропривода, гидропривода с объемным регулированием и гидронасоса. Для всех разработанных структурных схем получе-

ны зависимости, связывающие параметры структуры с параметрами линеаризованных уравнений.

Рассмотрим систему уравнений в операторной форме, описывающую динамику рабочего органа проходческого щита, оснащенного копир-резцом. При описании копир-резца с линейным приводом будем считать, что управление линейным приводом является пропорциональным и обеспечивается золотником; копир-резец жестко связан со штоком привода; копир-резец перемещается в направляющих, расположенных по радиусу от центра ротора; трение копир-резца о направляющие является вязким трением и пропорционально продольной скорости перемещения резца.

Получена зависимость в операторной форме, которая выглядит следующим образом:

4(2)2

s2+aK

i(2)iS + aKl(2JO

где

°Ki(2)1 =mKll?.yaKl(2n =т\к1{2у

41)

ак.

1(2)0

--'»Ki(2)

~ + hKl(2)

dh

<Ki(2)

hKl(2)

1(2)0

1(2)

1(2)

1(2)

дц)

4> = Vo

Структурная схема копир-резца как объекта управления приведена на рисунке 4. Здесь - угловая скорость

вращения ротора после контакта с породой;

5u(s) — сигнал частотного управления;

5 pQ (s)— давление во входном Рисунок 4 — Копир-резец как объект управления трубопроводе

Рассмотрим систему уравнений в операторной форме, описывающую динамику компонентов силовой гидросистемы проходческого щита.

При продольном перемещении ротора осуществляется плавное частотное регулирование подачи. Линейный привод работает в старт-стопном режиме либо при перемещении «Вперед», либо при перемещении «Назад», фактически как привод одностороннего действия, поскольку доступ рабочей жидкости во вторую (первую) полость перекрыт золотником, а входной клапан первой (второй) поло-

сти полностью открыт. Давление и расход на выходе гидронасоса равны давлению и расходу на входе в гидроцилиндр.

Система уравнений в операторной форме при продольном перемещении ротора имеет вид

[*1ф2 ,2+"1ф145ф(,)+Й1 /7фо 5 (л) + а,Го 5у(л') = ащ (*); а2ф,-?§<р(•*) + + а2у0 )3у00 = а2<205(2; «Зрф05рф (*)+агР10ъР1 (■*)=;

а*рп5р\(х)=а*в!>8а> (7)

а5до 5 £>(■*) + а5 61161 (•*) = Я5<2о §<2 ; 1абб/2'52 +а6о1 (5)+а6/г05/го(«) = а6р105р1('5).или

а6

01

+ аб01 ^ + а()о! {

■5о/ (5)+а6Го5/г0(5)+а6^0^81И = авруоЪр1 (л),

где 5...(5) — приращение соответствующего параметра; а... — коэффициенты линеаризации, определяемые по зависимостям, приведенным в диссертационной рабо-

те.

В системе (7) входными воздействиями являются: сигнал частотного управления §[/(5), сигнал наклона пластины гидронасоса 8.,(я), угловая скорость вращения ротора после контакта с породой .?511;(.у); сила сухого трения 8Гг)(з). Указанные воздействия определяют следующие величины: 5§ф(«) — скорость вращения вала гидронасоса; — давление в полостях гидронасоса; Ь0 — те-

кущий расход рабочей жидкости на выходе гидронасоса; - текущий расход рабочей жидкости на выходе линейного гидропривода; 5р (л) — давление в рабочей полости линейного гидропривода; 8ш(з) - перемещение линейного гидропривода.

Обобщенная структурная схема управления продольным движением щита приведена на рисунке 5.

Рисунок 5 — Структурная схема управления продольным движением щита

При управлении вращением ротора происходит плавное изменение угловой скорости вращения за счет изменения угла наклона пластины объемного гидропривода. Привод работает либо при вращении «Вперед», либо при вращении «Назад». Расход на выходе гидронасоса равен расходу на входе в объемный привод.

Система уравнений в операторной форме при вращении ротора:

^ФАФ^Н «ЭйЛ, С*)=; (8)

+ д4у о]-5у (Л) = я4еь6е (5); у (а) + К,, ^ + а5т ]■ 5, (*) = я5а5д (а). Формулы для расчета коэффициентов, входящих в уравнения системы (8), приведены в диссертационной работе.

В системе (8) входными воздействиями являются сигнал управления 5(/(л), сигнал наклона пластины гидронасоса 6у(л), сигнал наклона пластины гидропривода 5у1(г), продольное перемещение ротора Указанные воздействия определяют следующие величины: ¿ЗДа) - скорость вращения вала гидронасоса; 0^(5) - давление в полостях гидронасоса; 5е - текущий расход рабочей жидкости на выходе гидронасоса; АД5) - скорость вращения вала гидропривода; 5Л (л) - давление в полостях гидропривода.

Из системы уравнений, представленной в диссертации в операторной форме и описывающей гидронасос, может быть получена система уравнений в виде передаточных функций. Для этого разрешим указанную систему относительно приращений регулируемых параметров 5ф и 8ро :

5ф = ¡Уц^и + + 1Гвл№д;

5рФ = Щу.г^' + ^У.Р ФС^г + ' (9)

5го = ИЬ.Я + КЬГо {в)5у + )50 .

Входными воздействиями в системе являются: управляющее напряжение С/ и угол поворота пластины у, выходными величинами — давление в выходном трубопроводе и скорость вращения вала двигателя, давление во входном трубопроводе р0 и углы поворота валов ч»,9. Расход является возмущающим воздействием.

Структурная схема гидронасоса системы имеет вид, приведенный на рисунке 6.

Полученные результаты управления по отдельным каналам позволяют построить общую структурную схему управления проходкой, объединяющую схемы управления копир-резцом, продольным перемещением и вращением ротора. Схема управления комплексом приведена на рисунке 7.

Рисунок 6 - Структура гидронасоса с электродвигателем

Рисунок 7 — Структурная схема управления щитом по основным каналам

Схема комплекса определяет требования к системе управления, которая должна обеспечивать высокую точность проходки и позволять в любой момент времени контролировать показатели положения проходческого щита, а также параметры его движения и работы основных узлов и механизмов.

Кроме того, для использования современных 1Т-технологий комплекс должен быть цифровым, а структура каналов заранее определена, причем ввиду наличия перекрестных связей между каналами рабочие режимы отдельных каналов также должны быть учтены.

Это позволяет определить общую конфигурацию и структуру компонентов системы управления.

Результаты работы внедрены в процесс производства тоннелепро-ходческого механизированного комплекса КТПМ-5,6 ООО «Скуратов-ский опытно-экспериментальный завод» (имеется акт внедрения).

В системе управления проходческим щитом комплекса КТПМ-5,6 реализованы современные информационные технологии и цифровые технологии управления. В состав системы управления входят: пульт управления комплексом; цифровая система контроля и управления (СКУ) щитом, включающая сенсорную подсистему, подсистему оцифровки, подсистему программной обработки данных, подсистему формирования управляющих сигналов; программные средства интерфейса с оператором.

Центральный пульт управления комплексом КТПМ-5,6 предназначен для управления работой щитовой-

машины и индикации состояния узлов и агрегатов комплекса.

Цифровая система контроля и управления предназначена для: измерения состояния узлов и агрегатов комплекса с помощью датчиков сенсорной подсистемы; сбора сигналов, формируемых датчиками сенсорной подсистемы; их оцифровки и ввода данных в ЭВМ. А также для расчета цифровых значений управляющих сигналов, идентификации режимов оборудования, получения команды на передачу выбранных контролируемых параметров работы щита, отбор передаваемых сигналов и передачу сообщения по проводному каналу для удаленного контроля их значений в реальном времени — в подсистеме программной обработки данных; конвертирования цифровых значений управляющих сигналов в аналоговые, усиления аналоговых сигналов по мощности и передачи управляющих сигналов на исполнительные органы проходческого щита комплекса КТПМ-5,6 - в подсистеме формирования управляющих сигналов.

Программные средства интерфейса с оператором предназначены для: отображения на экране монитора показаний датчиков сенсорной подсистемы; отображения на экране монитора и формирования звукового сигнала о возникающих аварийных режимах функционирования оборудования; реализации алгоритмов управления узлами и агрегатами комплекса КТПМ-5,6; отображения введенных команд управления исполнительными механизмами комплекса.

Вся СКУ построена по единому принципу и разделена на следующие иерархические уровни: на первом, верхнем, уровне иерархии находится управляющая ЭВМ типа #iRC>BO-5000-5052T с 15" TFT, размещенная в верхней части пульта управления; на втором уровне иерархии находятся программируемые логические контроллеры (концентраторы данных), размещенные в стойке и пульте управления; на третьем уровне иерархии находятся датчики сенсорной подсистемы, элементы силовой автоматики, органы управления и средства индикации пульта; на четвертом, нижнем, уровне иерархии находятся исполнительные устройства автоматики.

Все элементы третьего уровня иерархии по отношению к управляющей ЭВМ и программируемым логическим контроллерам могут быть разделены на источники и приемники сигналов. К источникам сигналов относятся датчики сенсорной подсистемы и органы управления пульта управления. К приемникам сигнала относятся элементы силовой автоматики и средства индикации пульта.

Управляющие модули для ввода и вывода сигналов смонтированы в стойку управления, которая располагается на транспортном мосту рядом с кабиной оператора комплекса. Стойка управления разработана как одноуровневая система с распределенным сбором и обработкой информации, функционирующая на основе микропроцессорных управляющих устройств и средств вычислительной техники. Кроме того, микропроцессорные устройства, установленные в пульте оператора, выполняют сбор, предварительную обработку и передачу данных, поступающих от технологических объектов управления на внешний компьютер, а также осуществляют прием данных от пульта оператора, формирование и выдачу управляющих воздействий на технологическое оборудование.

Сигналы исполнительной системы гидравлических схем распределены по щиту в соответствии с требованиями к составу его исполнительных механизмов и подключаются к стойке через кабельную сеть.

Привод вращения ротора — самый нагруженный и ответственный механизм проходческого щита комплекса КТПМ-5,6. Скорость вращения вала ротора — регулируемая, направление вращения — реверсивное. Источником гидравлической энергии служат два регулируемых реверсивных насоса маслостанций мощностью N = \60кВт.

Управление производительностью насосов осуществляется встроенными пропорциональными золотниками попарно посредством контроллера ВСЮА8№1.

Управление вращением ротора производится в нормальном, аварийном и сервисном режимах эксплуатации.

Привод выдвижения каждого копир-резца состоит из гидроцилиндра, толкающего его через рычаг с плечом 1,301:1 (т.е. выдвижение гидроцилиндра на величину 38,42 мм соответствует выдвижению копир-резца на величину 50мм).

Для контроля величины выдвижения штока гидроцилиндра в его составе имеется датчик измерения хода (экстензометр). Диапазон измерения составляет 0 - 90мм, аналоговый выходной сигнал — 4 - 20мА. Гидроцилиндр должен иметь разные скорости выдвижения в прямом и обратном направлении, обусловленные площадями поршневой и штоковой полостей. Угловое положение копир-резца №1 определяется абсолютным энкодером. Угол «закрутки» корпуса щитовой машины вокруг оси измеряется каналом инклинометра. Задание направления вращения ротора производится с двухпозиционного переключателя «Влево» и «Вправо». Включение копир-резцов в работу происходит после нажатия кнопки «Пуск» привода вращения ротора.

Результаты исследований используются также в учебном процессе при подготовке инженеров по специальности «Горное дело» в Тульском государственном университете.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных исследований обоснованы параметры управления и режимы работы проходческого щита тоннелепроходческого механизированного комплекса на базе уточненных закономерностей взаимодействия его рабочего органа с горным массивом и разработаны принципы создания аппаратно-программных управляющих комплексов, которые обеспечивают комплексную механизацию и автоматизацию технологического процесса проходки, что имеет существенное значение для горной отрасли.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Проходческий щит исследован в геодезической системе координат, разработаны кинематическая схема и математические модели его элементов. Установлены зависимости, описывающие продольное перемещение и вращение рото-

ра, учитывающие влияние прочностных свойств вмещающих пород проходимой выработки.

2. Математическая модель и системы линейных уравнений в операторной форме, описывающие управление копир-резцом, позволяют установить зависимости для расчета статических режимов и динамики процессов в приводе.

3. На основе аналитических математических моделей разработаны структурные схемы компонентов проходческого щита: рабочего органа, линейного гидропривода, гидропривода с объемным регулированием и гидронасоса и установлены зависимости, связывающие параметры структуры с параметрами линеаризованных уравнений.

4. На базе исследований направлений информационных потоков и воздействий в системе с последующей привязкой информационных связей к реальным компонентам проходческого щита разработана методика объединения структурных схем компонентов в единую структурную схему системы в целом.

5.0беспечение эффективного управления проходческим щитом тоннеле-проходческого механизированного комплекса основывается на применении развитых сенсорных средств, обеспечивающих информацию о состоянии элементов исполнительного органа, а также узлов и механизмов комплекса, что обуславливает разработку структуры системы автоматизированного управления на основе анализа вариантов построения горных машин.

6. Для получения оперативной информации о ходе технологического процесса проходки и состояния исполнительных механизмов на основе спроектированной схемы включены в систему управления источники и приемники сигналов в соответствии с требованиями к составу измеряемых сигналов комплекса.

7. Разработанные конфигурация системы управления и общие принципы управления проходческим щитом с применением современных цифровых технологий позволили создать одноуровневую систему управления с распределенным сбором и обработкой информации, функционирующей на основе микропроцессорного контроллера и средств вычислительной техники.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Набродова (Андреева) И.Н., Токарев В.Л. Процедура распознавания образов на основе неравновесных фазовых переходов. // Известия ТулГУ. Серия «Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления», т. 1., вып. 3, Тула: - ТулГУ, 2004. - С. 21-26.

2. Набродова И.Н. Параметрическая оптимизация нечеткой модели // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 5. Тула Изд-во ТулГУ, 2012. - С. 92-95

3. Набродова И.Н., Токарев В.Л. Построение модели по разнотипным данным для информационно-измерительных систем // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 1. Тула Изд-во ТулГУ, 2013. - С. 280-285.

4. Набродова И.Н., Клинцов Г.Н. Разработка математической модели тон-нелепроходческого комплекса// Приборы и управление: Сборник статей. Вып. 11. Под общ. ред. Е.В. Ларкина. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. - С. 104.

5. Набродова И.Н., Ивутин А.Н., Клинцов Г.Н. Математическая модель расчета влияния профиля проходки на объем горных выработок // Приборы и управление: Сборник статей. Вып. 11. Под общ. ред. Е.В. Ларкина. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013.-С. 92.

6. Набродова И.Н. Динамическая модель системы «исполнительный орган - гидропривод» // Приборы и управление: Сборник статей. Вып. 11. Под общ. ред. Е.В. Ларкина. - Тула: Изд-во ТулГУ, 2013. - С. 128.

7. Набродова И.Н., Ивутин А.Н. Построение структурной схемы гидронасоса для комплекса туннелепроходческого механизированного // XXXI Научная сессия, посвященная Дню радио. — Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2013. С. 8486.

8. Набродова И.Н. Обоснование выбора приводов горнопроходческих комплексов // XXXI Научная сессия, посвященная Дню радио. — Тула: НТО РЭС им. A.C. Попова, 2013. С. 82-84.

9. Набродова И.Н., Ивутин А.Н. Математическая модель гидропривода с объемным регулированием для механизированного тоннелепроходческого комплекса // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 8. Тула Изд-во ТулГУ, 2013. С.280-285.

10. Набродова И.Н. Продольное перемещение ротора в комплексе тонне-лепроходческом механизированном // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 9. Ч. 1. Тула Изд-во ТулГУ, 2013. С. 137-143.

11. Набродова И.Н., Ивутин А.Н. Структурная схема копир-резеца с линейным гидроприводом // Известия ТулГУ. Технические науки. Вып. 9. Ч. 1. Тула Изд-во ТулГУ, 2013. С. 51-56.

ИздлицЛР № 020300 от 12.02.97. Подписано в печать 08.11.2013 Формат бумаги 60x84 Бумага офсетная. Усл.печ. л. 0,9 Уч.изд. л. 0,8 Тираж 100 экз. Заказ 070 Тульский государственный университет. 300012, г. Тула, просп.Ленина, 92. Отпечатано в Издательстве ТулГУ. 300012, г. Тула, просп.Ленина, 95.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ТУЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ОБОСНОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ УПРАВЛЕНИЯ ПРОХОДЧЕСКИМ ЩИТОМ И РЕЖИМОВ ЕГО РАБОТЫ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.05.06 - Горные машины

Научный руководитель: к.т.н., доцент Ивутин Алексей Николаевич

0^201365765

На правах рукописи

НАБРОДОВА Ирина Николаевна

Тула 2013

ВВЕДЕНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

5

1. ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И МЕТОДЫ ИХ 11 ИССЛЕДОВАНИЯ

1.0. Введение 11

1.1. Общая структура исполнительного органа тоннелепроходческого 18 механизированного комплекса

1.2. Классификация приводов горных машин 21

1.3. Анализ особенностей управляющих систем горных машин 25

1.3.1. Классификация систем управления по степени участия 25 оператора

1.3.2. Системы ручного управления 25

1.3.3. Системы автоматического управления 26

1.4. Характеристики и элементы систем управления горных машин 29

1.5. Выводы 33

2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ЭЛЕМЕНТОВ 35 ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКОГО МЕХАНИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА КАК ОБЪЕКТОВ УПРАВЛЕНИЯ

2.0. Введение 35

2.1. Кинематическая схема проходческого щита 35

2.2. Силы, действующие на элементы комплекса 47

2.3. Модели гидроприводов 53

2.3.1. Линейный привод двустороннего действия 5 3

2.3.2. Гидропривод с объемным регулированием 58

2.3.3. Гидронасос с электродвигателем 63

2.4. Выводы 69

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНФИГУРАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ 71

3.0. Введение 71

3.1. Структурная схема копир-резеца с линейным гидроприводом 71

3.2. Структурные схемы компонентов силовой гидросистемы 76

3.2.1. Продольное перемещение ротора 76

3.2.2. Вращение ротора 82

3.2.3. Построение структурной схемы гидронасоса 87

3.3. Общая схема управления проходкой 90

3.4. Выводы 91

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УПРАВЛЯЮЩЕЙ 93 СИСТЕМЫ ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКОГО МЕХАНИЗИРОВАННОГО КОМПЛЕКСА

4.0. Введение 93

4.1. Общая конфигурация системы управления и принципы 93 управления

4.2. Включение в систему управления источников и приемников 95 сигналов

4.2.1. Дискретные и аналоговые сигналы 96

4.3. Описание блоков быстрого монтажа 103

4.3.1. Блок быстрого монтажа ТЕЬЕРАБТ АВЕ-7СРА410 103

4.3.2. Блоки быстрого монтажа ТЕЬЕРАБТ 2 АВЕ-7Н081Ш и 106 АВЕ-7Н16Я20/161121 /16К23

4.3.3. Блок быстрого монтажа ТЕЬЕРАБТ 2 АВЕ-7Н168210 108

4.4. Описание и структурная схема стойки управления 109

4.5. Диагностика неисправностей модулей управления 115

4.6. Функции и алгоритмы, реализуемые комплексом 124

4.6.1. Управление вращением ротора 124

4.6.2. Управление работой копир-резцов 127

4.6.3. Управление перемещением ротора 132

4.7. Выводы 136

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 137

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 139

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ 149 (ЛИСТ 1)

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. СХЕМА ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ 150 (ЛИСТ 2)

ПРИЛОЖЕНИЕ 3. ПЕРЕЧЕНЬ СИГНАЛОВ СЕНСОРНОЙ 151 ПОДСИСТЕМЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПЕРЕЧЕНЬ СИГНАЛОВ ИСПОЛНИТЕЛЬНОЙ 159 СИСТЕМЫ ГИДРОСХЕМ

ПРИЛОЖЕНИЕ 5. ПЕРЕЧЕНЬ СИГНАЛОВ ОРГАНОВ 170 УПРАВЛЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 6. ПЕРЕЧЕНЬ СИГНАЛОВ СРЕДСТВ ИНДИКАЦИИ 177

ПРИЛОЖЕНИЕ 7. ДИАГНОСТИКА НЕИСПРАВНОСТЕЙ МОДУЛЯ 181 АНАЛОГОВОГО ВВОДА

ПРИЛОЖЕНИЕ 8. ОПИСАНИЕ СОСТОЯНИЯ СВЕТОДИОДОВ 182 МОДУЛЯ ДИСКРЕТНОГО ВВОДА/ВЫВОДА

ПРИЛОЖЕНИЕ 9. АКТ ВНЕДРЕНИЯ 183

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современная городская среда предъявляет жесткие требования к строительству в целом и прокладке подземных коммуникаций. В частности, безопасность и комфорт жителей многомиллионных мегаполисов не должны находиться в зависимости от устаревших технологий производства работ и традиционно используемых материалов. Совместными усилиями специалистов разрабатываются новые, современные методы освоения подземного пространства на базе тоннелепроходческих механизированных комплексов. Важными элементами подземного строительства являются тоннели (тоннели метрополитена, железнодорожные, автодорожные, коммунальные и специальные тоннели), представляющие собой протяженные подземные выработки, закрепляемые по периферии, как правило, обделкой замкнутого очертания. Учитывая все более возрастающую потребность в строительстве тоннелей, усилилась работа по созданию и изготовлению механизированных щитов.

Существует два пути повышения производительности: экстенсивный, предполагающий прямое увеличение мощности техники, и интенсивный, предполагающий более рациональное использование имеющихся ресурсов. Интенсификация эксплуатации оборудования предполагает ведение в его структуру автоматизированной системы, позволяющей определять состояние исполнительных органов, выбирать и реализовывать оптимальный режим их функционирования. Поэтому определяющим фактором технического развития горного оборудования необходимо признать переход на качественно новый уровень его эксплуатации с опорой на современные информационно-измерительные системы.

Любой тоннелепроходческий комплекс включает в себя проходческий щит и представляет собой достаточно сложную горную машину, которая должна бесперебойно функционировать в широком диапазоне изменения эксплуатационных параметров. Несмотря на широкий диапазон изменения параметров, проектируемая система управления должна обеспечивать получение первичной информации, обработку и оценку состояния объекта измерения, и на основании анализа резуль-

татов обеспечивать выбор законов управления, оптимальным образом обеспечивающих требуемые параметры проходки. Проблемы проектирования подобных систем решены далеко не полностью. В частности не решена проблема оптимального размещения сенсоров на объекте, определения потребной точности и быстродействия датчиков, а также проблема обработки измерительной информации при выборе и поддержании режимов проходки. Указанное обстоятельство определяет актуальность темы диссертации.

Целью диссертационной работы являлось уточнение закономерностей взаимодействия рабочего органа проходческого щита с горным массивом для разработки эффективной функциональной системы управления параметрами и режимами его работы, обеспечивающей автоматизацию технологического процесса проходки и нормальные эргономические условия труда оператора комплекса.

Идея работы заключается в том, что обеспечение комплексной механизации и автоматизации процесса проходки и нормальных эргономических условий труда оператора достигаются в предлагаемых принципах создания программно-аппаратных комплексов.

Основные научные положения работы, выносимые на защиту:

- зависимости, описывающие продольное перемещение и вращение ротора, учитывающие влияние прочностных свойств вмещающих пород проходимой выработки и состояние элементов проходческого щита разработаны на основе математического моделирования;

- зависимости, описывающие управление копир-резцом, учитывающие профиль тоннеля и текущее угловое положение ротора;

- методы построения структурной схемы управления проходкой, объединяющей схемы управления копир-резцом, продольным перемещением ротора и его вращением, отличающееся тем, что управление ведется с применением контроллеров, получающих сигналы от датчиков и выдающих управляющие воздействия на приводы, рассчитанные на ЭВМ.

Новизна основных научных результатов:

- уточнены закономерности внешних и внутренних процессов в рабочем органе проходческого щита от прочности пород проходимой выработки;

- обоснована схема управления, позволяющая обеспечить рациональные параметры и режимы проходки щита;

- разработаны принципы и методы создания средств комплексной механизации и автоматизации процессов в рабочем органе проходческого щита.

Методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использован комплекс методов: теоретической механики, теории механизмов и машин, теории гидропривода, системного анализа и математического моделирования.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается результатами апробации разработанных методов при решении практических задач создания системы управления проходческим щитом тоннелепроходче-ского механизированного комплекса и внедрением полученных результатов в производство.

Практическое значение работы заключается в создании методики проектирования проходческих щитов тоннелепроходческих механизированных комплексов с системой управления на основе:

- компонентного подхода;

- разработки конфигурации систем и общих принципов управления с применением современных цифровых технологий;

- разработки и реализации одноуровневой системы управления с распределенным сбором и обработкой информации, функционирующей на основе микропроцессорных управляющих устройств и средств вычислительной техники.

Реализация работы. Результаты исследований внедрены в процесс разработки тоннелепроходческого механизированного комплекса КТПМ-5,6 на ООО «Скуратовский опытно-экспериментальный завод» для строительства метро в г. Санкт-Петербург.

Апробация работы. Основные положения и результаты исследований докладывались на научных конференциях и семинарах: на 31-ой научной сессии НТО

РЭС им. Попова (г. Тула, 2013г.), на научно-практических конференциях профессорско-преподавательского состава Тульского государственного университета.

Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 11 научных работ, в том числе 6 статей в сборниках, рекомендуемых ВАК.

Объем работы. Диссертационная работа изложена на 148 страницах машинописного текста, состоит из 4 разделов, содержит 50 рисунков, 16 таблиц, заключение, список литературы из 114 наименований, а также имеет 8 приложений.

Краткое содержание диссертации.

Общими задачами проектирования тоннелепроходческих механизированных комплексов занимались Клорикьян В.Х., Бреннер В.А., Жабин А.Б., Антипов В.В., Антипов Ю.В., Наумов Ю.Н., Поляков Ан.В. и др. Различные проблемы проектирования объектов измерения (горные машины и гидропривод) исследовали Башта Т.М., Бартон Н., Берман В.М., Богданович Л.Б., Бреннер В.А., Гейер В.Г., Докукин A.B., Зубков Л.А., Пономаренко Ю.Ф., Солод В.И., Сырицын Т.А. и др. Исследованиями проектирования информационно-измерительных систем, систем управления и выбором датчиков занимались Колгин A.B., Котюк А.Ф., Свиридов В.Г., Улыпин В.А., Фомин А.Ф., Фрайден Дж., Краус М., Вошни Э., Аш Ж., Новоселов О.Н. и др.

К производителям механизированных щитов относятся следующие компании: Herrenknecht, LOVAT, ООО «Скуратовский опытно-экспериментальный завод» и другие.

Однако создание новых моделей проходческой техники обусловило появление новых задач, требующих решения. В частности, возникла задача создания автоматизированных рабочих органов, обеспечивающих рациональные режимы проходки.

Цель и идея работы, а также современное состояние знаний по рассматриваемой проблеме обусловили необходимость постановки и решения следующих задач исследований:

1. Разработка кинематической схемы тоннелепроходческого механизированного комплекса и формирование математических моделей линейного гидропривода и привода с объемным регулированием.

2. Построение аналитических математических моделей элементов проходческого щита с учетом формирования схемы распространения воздействий в рабочем органе.

3. Получение силовых зависимостей для расчета нагрузок в конструкции щита и систем линейных уравнений в приращениях для расчета динамики объекта измерения и управления на основе общего описания гидроприводов и гидронасоса.

4. Построение структурных схем линейного гидропривода, объемного гидропривода и гидронасоса с электроприводом, датчиков сенсорной подсистемы; определение передаточных функций элементов структурных схем и разработка на их основе структурной схемы комплекса.

5. Апробация разработанных методов на задачах практического проектирования системы управления тоннелепроходческим механизированным комплексом КТПМ-5,6.

В первом разделе дан обзор существующих тоннелепроходческих механизированных комплексов, рассмотрены варианты построения управляющих систем горных машин, показано, что в настоящее время основными являются системы автоматического управления. Исследуются также структура и методы разработки систем управления.

Во втором разделе разработаны математические модели элементов проходческого щита, показано, что эти модели являются сложными для исследования, и предложен подход к моделированию, основанный на ряде упрощений. Полученные нелинейные зависимости раскладываются на систему уравнений статики и систему в отклонениях, описывающих динамику процессов в рабочем органе.

В третьем разделе на основании аналитических математических моделей разработаны структурные схемы компонентов проходческого щита: линейного

гидропривода, гидропривода с объемным регулированием и гидронасоса; для всех разработанных структурных схем получены зависимости, связывающие параметры структуры с параметрами линеаризованных уравнений. Разработана методика объединения структурных схем компонентов в единую структурную схему системы в целом, основанная на обозначении направлений информационных потоков и воздействий в системе, и с последующей привязкой информационных связей к реальным компонентам проходческого щита.

В четвертом разделе предложена конфигурация системы управления и разработаны общие принципы управления тоннелепроходческим механизированным комплексом с применением современных цифровых технологий. Разработана схема включения в систему управления источников и приемников сигналов в соответствии с требованиями к составу измеряемых сигналов комплекса, обеспечивающая получение оперативной информации о ходе технологического процесса и состоянии исполнительных механизмов. Разработана и реализована одноуровневая система управления с распределенным сбором и обработкой информации, функционирующая на основе микропроцессорных управляющих устройств и средств вычислительной техники.

1. ТОННЕЛЕПРОХОДЧЕСКИЕ КОМПЛЕКСЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.0. Введение

В последнее десятилетие создано значительное число новых высокопроизводительных механизированных проходческих щитовых комплексов в основном зарубежными фирмами с различными типами исполнительных органов для строительства тоннелей в различных горно-геологических условиях.

Тоннелепроходческие механизированные комплексы (ТПМК) предназначены для сооружения тоннелей различного назначения, а также для разработки месторождений полезных ископаемых подземным способом [61, 86, 107, 109].

Первый проходческий щит был построен инженером Брюнелем [44, 103, 106, 110] для прокладки тоннеля под Темзой. Щитом (от англ. «shield») это устройство стали называть потому, что основной задачей была защита проходчиков в забое от обрушения породы на коротком участке между забоем и местом, где постоянная обделка тоннеля уже готова. Постепенно конструкции щитов усложнялись - от просто замкнутой стальной конструкции (первые щиты не были круглыми), до современных сложнейших тоннелепроходческих комплексов [95, 104].

На первых щитах порода в забое выбиралась рабочими вручную с помощью лопаты, кирки, позже отбойного молотка, и удалялся через построенный тоннель на вагонетках. Для продвижения щита вперед использовались винтовые домкраты, которые упирались в готовый участок тоннельной обделки и толкали щит вперед. Впоследствии вместо винтовых домкратов стали применяться гидравлические, что значительно повысило скорость проходки [29, 86, 95]. Следующим шагом стало использование сборной обделки из крупных элементов - первоначально - чугунных тюбингов. Такая конструкция обделки обладает рядом превосходных качеств - помимо способности выдерживать гигантское давление и герметичность, появляется возможность сборки кольца из небольшого количества крупных элементов [29, 95]. Использование механизмов, позволяющих сразу ус-

танавливать тюбинги в требуемое положение (тюбингоукладчиков), значительно повысило скорость возведения обделки.

В водонасыщенных грунтах работа зачастую шла с применением кессона. Тоннель позади щита перегораживался герметичной переборкой, устанавливался шлюз для прохода людей к забою. Компрессором в забой нагнетался сжатый воздух. Повышенное до нескольких атмосфер давление позволяло буквально отжимать воду в глубину породы и исключало ее поступление в забой. Однако работа проходчиков при высоком давлении накладывала серьезные ограничения - продолжительность смены была не более 2-х часов, потом проводилось длительное шлюзование [29, 43, 58, 108]. Часто у строителей возникала кессонная болезнь, требовавшая многочасового нахождения в барокамере.

Так как размеры тоннелей все время росли, в передней части щита появились горизонтальные площадки, которые позволили рабочим разрабатыва