第二章掘進機械

掘進機械的分類 隨著回采任務面綜合機械化程度的提高，要求巷道掘進速度相應加快，以保證采掘比例協(xié)調(diào)和礦井的高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。按掘進工藝分： 鉆眼爆破法掘進設備 綜合機械化掘進設備。2024/1/81page118掘進機械的分類鉆爆法掘進設備： 鉆(鑿)孔機械：在煤巖體上鉆(鑿)孔 裝載機械：將煤巖裝入礦車或其他運輸設備 轉載機械：承接由裝載機械卸入的煤巖，并將其卸入其他運輸設備 巷道支護機械：將巷道支護構件或加固資料敷設到巷道頂板和側幫 休整巷道機械：用于巷道挑頂、臥底、刷幫等作業(yè)2024/1/82page118掘進機械的分類綜合機械化掘進設備：實現(xiàn)破落煤巖、裝載、轉載及支護等工序的平行作業(yè)。掘進機：破落煤巖體，以裝載、轉運機構把煤巖保送至后配套運輸設備。支護方式：可選用金屬支架、錨噴支護。與鉆眼爆破法相比，綜合機械化掘進設備優(yōu)點：平安、快速、高效——掘進機械化開展方向。綜合機械化掘進設備：懸臂式掘進機、延續(xù)采煤機、掘錨結合機組、全斷面掘進機。2024/1/83page118鉆爆法機械化作業(yè)線分類耙斗裝載機為主：支腿式氣動鑿巖機鉆鑿炮孔——耙斗裝載機裝載——錨桿安裝機和混凝土放射機〔鑿孔與裝載平行，構造簡單，廣泛運用〕鑿巖臺車為主：鑿巖臺車鉆炮孔和錨桿孔——側卸式鏟斗裝載機〔大斷面巷道，效率高，勞動強度低〕鉆裝機為主：鉆裝機鉆鑿炮孔、錨桿孔、裝載轉運煤巖——錨桿安裝機和混凝土放射機2024/1/84page118第二節(jié)鉆孔機械與裝載機械鉆孔機械——鉆眼爆法中鉆鑿炮眼機具的總稱裝載機械——爆破后碎落下來的煤巖用裝載設備運離任務面，實現(xiàn)這一功能的設備統(tǒng)稱裝載機械2024/1/85page118鑿巖機沖擊破碎原理任務時活塞做高頻往復運動，沖擊釬尾。在沖擊力的作用下，用楔狀的釬頭將巖石壓碎并鑿入一定深度，釬桿轉過一定角度，構成凹痕。由釬頭上產(chǎn)生的程度分力將巖石剪碎，構成一定深度的圓形鉆孔。1-鑿巖機缸體；2-活塞；3-釬桿；4-釬頭2024/1/86page118氣腿式鑿巖機組成：沖擊配氣機構、轉釬機構、排屑機構和光滑機構等任務原理：釬桿1尾端裝入鑿巖機2機頭釬套內(nèi)，注油器3銜接在風管5上，使壓氣中混有油霧，對鑿巖機內(nèi)零件進展光滑，水管4供應去除巖粉用水，氣腿6支撐鑿巖機并給以任務所需推進力。1-釬桿；2-鑿巖機；3-注油器；4-水管；5-風管；6-氣腿2024/1/87page118沖擊配氣機構配氣機構——實現(xiàn)活塞往復運動以沖擊釬尾的機構。配氣機構作用：將由支配閥輸入的壓氣依次保送到氣缸的后腔和前腔，推進活塞往復運動——獲得活塞對釬尾的延續(xù)沖擊動作。常用配氣機構有被動閥配氣機構、控制閥配氣機構和無閥配氣機構。2024/1/88page118被動閥配氣機構〔環(huán)狀閥〕被動閥配氣機構——依托活塞往復運動時緊縮前后腔氣體，構成高壓氣墊推進配氣閥變換位置。配氣閥有球閥、環(huán)狀閥和蝶狀閥。球閥已很少運用。環(huán)狀閥和蝶狀閥配氣機構動作原理根本類似。環(huán)狀閥配氣機構1-壓氣入口；2-氣道；3-配氣閥；4-氣缸后腔；5-活塞；6-排氣口；7-氣動前腔；8-氣路通道2024/1/89page118液壓鑿巖機以循環(huán)高壓油為動力，驅(qū)動釬桿、釬頭，以沖擊回轉方式在巖體中鑿孔的機械。優(yōu)點： 1、能量利用率30～40%，風動鑿巖機10%； 2、機械性能好，鑿巖速度快(沖擊頻率每分鐘上萬次，風動鑿巖機每分鐘三千次左右)，速度提高一倍以上； 3、消除風動鑿巖機的排氣噪音和油霧，改善作業(yè)條件； 4、運動件在油液中任務，光滑條件好，提高零件壽命。缺陷： 投資大，單位功率的分量較大，技術要求和維護費用較高。2024/1/810page118鑿巖臺車組成鑿巖臺車組成：鑿巖機、鉆臂(包括推進器)、行走機構、控制系統(tǒng)、操作臺和動力源(泵站)等。鑿巖機普遍采用導軌式液壓鑿巖機。鉆臂用于支承和推進鑿巖機，并可自在調(diào)理方位，以順應炮孔位置的需求。1-鉆臂；2-鑿巖機；3-行走機構4-操作臺；5-動力源2024/1/811page118鑿巖臺車在隧道內(nèi)施工鑿巖臺車視頻2024/1/812page118三臂地下鑿巖臺車2024/1/813page118二臂地下鑿巖臺車2024/1/814page118裝載機按行走方式：軌輪式、履帶式、輪胎式和雪橇式。按驅(qū)動方式：電動驅(qū)動、氣動驅(qū)動、電液驅(qū)動。按作業(yè)過程特點：間歇動作式和延續(xù)動作式。間歇動作式：任務機構攝取物料時為間歇動作的裝載機，主要有耙斗裝載機、鏟斗裝載機。延續(xù)動作式：任務機構攝取物料時為延續(xù)動作的裝載機，主要有扒爪裝載機、立爪式裝載機、扒爪立爪式裝載機、圓盤式裝載機等。2024/1/815page118耙斗裝載機用耙斗作裝載機構的裝載設備。適用于礦山平巷和傾角30o以下斜井巷道掘進裝巖，裝載才干普通為15～200m3/h。2024/1/816page1182024/1/817page118臺車 臺車是耙斗式裝載機的機架和行走部分，并承載著裝載機的全部分量。臺車上安有絞車、支配機構以及支撐中間槽的支架和支柱。臺車前后部掛有四套卡軌器，用以裝載機任務時固定臺車，在尾部有卸料口。2024/1/818page118鏟斗裝載機用鏟斗從任務面底板上鏟取物料，將物料卸入礦車或其它運輸設備。煤礦主要運用直接卸載式，按卸載方式不同分后卸式、側卸式和前卸式。后卸式和側卸式運用較多。后卸式側卸式2024/1/819page118側卸式鏟斗裝載機用鏟斗從底部鏟取爆落的煤巖，而后機器退到卸載點，鏟斗向一側翻轉進展卸載。用于平巷和傾角18°以下斜巷以及其他礦山工程中鏟裝爆落的松散巖石，也可作為資料和設備的短途運輸設備。側卸式裝載機適用的巷道斷面，取決于裝載機本身的最大寬度(履帶或鏟斗寬度)、 卸載時的最大高度以及 配套設備。與刮板轉載機配套時， 最小適用斷面約6m2。 與礦車配套時，巷道 斷面不小于10m2。2024/1/820page118側卸式與后卸式的比較側卸式的優(yōu)點：鏟斗比機身寬，鏟斗容量較大，裝巖效率高；鏟斗側壁很低，可以一邊無側壁，插入料堆的阻力較小，容易裝滿鏟斗，能裝塊度較大的巖石；履帶行走機構，調(diào)動靈敏，裝巖不留死角；鏟斗升降和翻轉行程較短，利于提高消費率；司機可坐著操作，平安可靠；鏟斗可用于安裝錨桿，處置危石和運送資料，實現(xiàn)一機多用。2024/1/821page118扒爪裝載機用扒爪作任務機構的延續(xù)作業(yè)裝載機。用于巷道掘進中裝載爆落的煤巖，裝載才干35～200m3/h。扒爪〔曾稱蟹爪〕裝載機有電動和電液驅(qū)動兩種。按轉載運輸機方式分整體式(多為刮板保送機)和分段式(前段多為刮板保送機，后段多為膠帶保送機)兩種。2024/1/822page118第三節(jié)掘進機掘進機是具有截割、裝載、轉載煤巖，并能本人行走，具有噴霧降塵等功能，以機械方式破落煤巖的掘進設備，有的還具有支護功能。根據(jù)所掘斷面的外形分全斷面掘進機和部分斷面掘進機2024/1/823page118全斷面掘進機適用于直徑2.5-10m、巖石單軸抗壓強度50-350MPa的硬巖巷道?？梢淮谓馗畛稣麄€圓形斷面。主要用于工程涵洞和隧道的巖石掘進。視頻2視頻3視頻1視頻42024/1/824page118部分斷面掘進機一次只能截割出一部分巷道。需求任務機構多次擺動，才干逐漸掘出所需斷面。斷面外形可以是矩形、梯形、拱形等多種外形。其中，懸臂式部分端面掘進機在煤礦運用普遍。適用于單軸抗壓強度60MPa的煤、半煤巖、軟巖程度巷道。大功率掘進機可用于單軸抗壓強度200MPa的硬巖巷道。任務視頻2024/1/825page118懸臂式掘進機按截割頭布置方式：縱軸式和橫軸式。按掘進對象：煤巷、半煤巖巷和全巖巷懸臂式掘進機。掘進機引見構造演示2024/1/826page118截割運動縱軸式的錐體截割頭，構造簡單，容易實現(xiàn)內(nèi)噴霧，易于切出光滑輪廓的巷道。懸臂擺動力過大：進給力大，截齒摩擦增大，假設截割力缺乏，截割頭會被卡??；擺動力過?。航佚X無法切入煤巖壁足夠深度，只能在煤壁外表上切削而產(chǎn)生粉塵，并使截齒磨損加劇?，F(xiàn)代掘進機多采用液壓調(diào)理安裝自動調(diào)整懸臂的擺動力和擺動速度，使進給力和截割力相順應，效果很好。2024/1/827page118橫軸式懸臂掘進機截割頭軸線與懸臂軸線相垂直。構造視頻2024/1/828page118橫軸式懸臂掘進機任務時先進展掏槽截割，掏槽進給力來自行走機構，最大掏槽深度為截割頭直徑的2/3。掏槽時，截割頭需做短幅擺動，以截割位于兩半截割頭中間部分的煤巖→操作較復雜。掏槽可在任務面上部或下部進展，但截割硬巖時應盡能夠在任務面上部掏槽。截齒齒尖運動軌跡近似為空間螺旋線。2024/1/829page118第五節(jié)掘進任務面設備配套原那么：配套單機的主要技術特征和參數(shù)必需順應巷道地質(zhì)條件和掘進工藝的要求掘進成套設備綜合消費才干，以掘進機消費才干為主〔掘進機的掘進速度受支護和轉運設備的影響而不能延續(xù)任務〕，其他