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懸臂式掘進(jìn)機(jī)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì),1,0. 引言,我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)的研究起步始于20世紀(jì)60年代，通過“六五”、“七五” 和“八五”的技術(shù)攻關(guān)，我國的掘進(jìn)機(jī)已從輕型發(fā)展到中、重型，切割對(duì)象從煤拓展到巖石，掘進(jìn)機(jī)的使用范圍產(chǎn)生了質(zhì)的變化。 目前，我國懸臂式掘進(jìn)機(jī)的總體水平已接近國外同類機(jī)型，但與國外相比仍有不少的差距。今后我國進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)的目標(biāo)是研制高可靠性的重型掘進(jìn)機(jī)和研制具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的連續(xù)采煤機(jī)及掘錨機(jī)組。,2,煤礦巷道掘進(jìn)與支護(hù)狀況,我國煤炭開采以井工為主，煤礦巷道掘進(jìn)與支護(hù)工程量浩大。2001年原國有重點(diǎn)煤礦掘進(jìn)總進(jìn)尺高達(dá)5045km，其中煤巷約4480km，占88.8%；全國256個(gè)綜采工作面年耗回采巷道820km，其中綜掘總進(jìn)尺達(dá)650km。綜掘仍是高產(chǎn)高效礦井回采巷道掘進(jìn)的主要技術(shù)方法。 我國已研制開發(fā)和引進(jìn)使用了近20種懸臂式掘進(jìn)機(jī) 近年來， 我國成功地開發(fā)和推廣使用了煤巷錨桿支護(hù)技術(shù)， 使巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)性能測(cè)試技術(shù)、煤巷錨桿支護(hù)設(shè)計(jì)技術(shù)、施工機(jī)具、支護(hù)材料均得到快速發(fā)展。 隨著綜采生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，百萬噸綜采工作面屢見不鮮，并已出現(xiàn)年產(chǎn)1000萬t以上的全自動(dòng)化綜采工作面，使年耗回采巷道量大幅增加，從而使煤巷掘進(jìn)與支護(hù)正在成為煤礦高效安全集約化生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸，是當(dāng)前煤炭工業(yè)亟需研究開發(fā)的重大共性關(guān)鍵性技術(shù)。,3,1. 國外掘進(jìn)機(jī)發(fā)展概況及技術(shù)水平,自世界上第一臺(tái)懸臂式掘進(jìn)機(jī)于1947年在匈牙利誕生以來，已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)。經(jīng)過不斷研究、試驗(yàn)、改進(jìn)的掘進(jìn)機(jī)，現(xiàn)已成為煤礦巷道掘進(jìn)的主要設(shè)備。 目前世界上生產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)的主要國家有奧地利、英國、德國、日本，所生產(chǎn)的掘進(jìn)機(jī)累計(jì)近5000臺(tái)，機(jī)型達(dá)100余種。,4,國外掘進(jìn)機(jī)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段,第一階段：20世紀(jì)40年代末期～60年代中期。這個(gè)階段，掘進(jìn)機(jī)從無到有，形成了集切割、裝運(yùn)和行走為一體的結(jié)構(gòu)雛形，主要用于軟煤巷道掘進(jìn)，機(jī)重15t左右。代表機(jī)型有匈牙利全國礦山機(jī)械研究所的F5、烏克蘭的ДК-3等。 第二階段：60年代中期～70年代末期。這一階段是煤巷掘進(jìn)機(jī)蓬勃發(fā)展時(shí)期，煤巷掘進(jìn)機(jī)下，機(jī)重20～40t左右。代表機(jī)型有英國安德森公司的RH25、奧地利阿爾卑尼公司的AM50和日本三井三池公司的MRH—100等。,5,國外掘進(jìn)機(jī)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段,第三階段：70年代末期～80年代末期。這一階段，半煤巖掘進(jìn)機(jī)開始成熟，重型機(jī)大批涌現(xiàn)，煤巷掘進(jìn)功能齊全，可靠性大幅度提高，機(jī)重50t左右。代表機(jī)型有英國多斯克公司的MKⅡB、LH1300，奧地利阿爾卑尼公司的AM75和德國保拉特公司的E169等。 第四階段：80年代后期至上世紀(jì)末。這一階段重型機(jī)機(jī)重進(jìn)一步增加，一般在70t以上，切割硬度100Mpa以上；掘進(jìn)機(jī)采用了新技術(shù)，功能更加完善；計(jì)算機(jī)自控裝置較成熟，掘進(jìn)機(jī)正向巖巷進(jìn)軍。,6,國外掘進(jìn)機(jī)經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段,目前的掘進(jìn)機(jī)已進(jìn)入了機(jī)電一體化的自動(dòng)控制截割的時(shí)代。 以美國、澳大利亞為代表的連續(xù)采煤機(jī)以及80年代末投入使用的掘錨機(jī)組開創(chuàng)了快速掘進(jìn)的新途徑、新紀(jì)元。 各主要生產(chǎn)公司有奧地利的阿爾卑尼公司、英國的多斯克公司、安德森公司、艾姆克公司、德國的沙爾扎特公司、艾柯夫公司、保拉特公司、維斯特伐利公司、日本三井三池公司和烏克蘭的工廠，主要系列有AM、E、ET、STM、MRH及ПK等。,7,國外代表機(jī)型,國外中型掘進(jìn)機(jī)已日趨完善，其代表機(jī)型有英國多斯克公司的LH1300型號(hào)、德國保拉特公司的E200型、奧地利阿爾卑尼公司的AM75型、日本三井三池公司的S220型等。其切割功率在132～220kw之間，機(jī)重50～70t，經(jīng)濟(jì)切割的巖石硬度80Mpa，近 年德國在研究開發(fā)切割硬度達(dá)100Mpa的掘進(jìn)機(jī)。,8,德國保拉特公司的E169,9,德國保拉特公司的E200型,10,奧地利阿爾卑尼公司AM50,11,奧地利阿爾卑尼公司AM75,12,奧地利阿爾卑尼公司AM85,13,日本三井三池公司S100,14,日本三井三池公司S150J,15,日本三井三池公司S200,16,英國多斯克公司的MK3型,17,英國多斯克公司LH130,18,英國多斯克公司的MK3-1型,19,2.國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)發(fā)展概況及技術(shù)水平,我國綜掘機(jī)械化的應(yīng)用始于20世紀(jì)70年代末，雖然起步較晚，發(fā)展相對(duì)緩慢，技術(shù)性、配套性較差，但綜掘機(jī)械化在我國煤礦煤及半煤巖巷道的開拓中已得到了廣泛的應(yīng)用。 經(jīng)過20多年的努力，目前我國已經(jīng)具有一定水平研究開發(fā)、生產(chǎn)制造掘進(jìn)機(jī)的能力。已經(jīng)開發(fā)出了20多種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)機(jī)型，截割功率在30～200kw之間，并已初步形成系列產(chǎn)品，基本滿足了國內(nèi)市場(chǎng)的需求，結(jié)束了我國煤礦掘進(jìn)機(jī)一直依靠進(jìn)口的局面。同時(shí)，已有了必要的試驗(yàn)測(cè)試手段和基本技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，形成了一支有一定技術(shù)能力的研制隊(duì)伍，積累了較為豐富的研制經(jīng)驗(yàn)，為我國掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。,20,國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)發(fā)展概況及技術(shù)水平,目前我國掘進(jìn)機(jī)的主要代表機(jī)型是AM50、S100、ELMB-75型掘進(jìn)機(jī)，其中AM50和S100型掘進(jìn)機(jī)約占到國產(chǎn)機(jī)型的80%左右。不過，它們還都為二三十年前設(shè)計(jì)的產(chǎn)品，功率小、機(jī)身輕，可靠性及破巖能力差，僅適合在煤巷中使用，使用范圍受到很大限制。 “八五”期間，我國又相繼開發(fā)出了3種重型掘進(jìn)機(jī)，它們是EBJ-160、EBJ-160H和EBJ-132型掘進(jìn)機(jī)，其中由煤炭科學(xué)研究總院太原分院開發(fā)的EBJ-160型掘進(jìn)機(jī)獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，達(dá)到了20世紀(jì)90年代初國際先進(jìn)水平。它的研制成功，標(biāo)志著我國掘進(jìn)機(jī)研究制造水平和綜掘機(jī)械化水平均邁上了新臺(tái)階。,21,國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)主要研究及制造單位,煤炭科學(xué)研究總院太原分院 煤炭科學(xué)研究總院上海分院 佳木斯煤礦機(jī)械有限公司 南京晨光集團(tuán)有限公司 淮南煤礦機(jī)械廠,22,我國煤巷掘進(jìn)機(jī)主要技術(shù)參數(shù),23,AM50、S-100型掘進(jìn)機(jī),AM50、S-100型懸臂式掘進(jìn)機(jī)是20世紀(jì)80年代我國以技貿(mào)合作方式引進(jìn)生產(chǎn)的中硬煤層巷道掘進(jìn)機(jī)。設(shè)備集切割、裝運(yùn)和行走為一體， 采用了多種新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)， 具備切割?yuàn)A矸的能力， 截割功率均為100kW， 截割斷面積8~18m2， 機(jī)重約20t。 AM50、S-100型掘進(jìn)機(jī)為縱向切割頭， 切割面積較小， 但單刀切割力較大， 能切割較硬的巖石，適應(yīng)多種地質(zhì)條件。這2種機(jī)型都具有體積小、質(zhì)量輕， 安裝移設(shè)靈活等特點(diǎn)。后配套設(shè)備為QZP-160型轉(zhuǎn)載機(jī)、SSJ-600型可伸縮帶式輸送機(jī)， 實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化后已在全國累計(jì)推廣200多臺(tái)， 投入使用以來多次突破年進(jìn)萬米大關(guān)。,24,AM50、S-100型掘進(jìn)機(jī),但AM50型、S-100型懸臂式掘進(jìn)機(jī)均為國外上世紀(jì)70年代的產(chǎn)品， 設(shè)備功率小、機(jī)身輕、破巖能力低及電控裝備可靠性差，僅適合在條件較好的煤或半煤巖巷道中使用。 近年來，我國相繼開發(fā)了EBJ-200型、EBJ-160型、EBJ-132型、EBJ-120TP型和EBJ-110SH型懸臂式掘進(jìn)機(jī)，從根本上解決了傳統(tǒng)掘進(jìn)機(jī)的技術(shù)缺陷，技術(shù)性能達(dá)到了20世紀(jì)末國際先進(jìn)水平， 正逐步推廣應(yīng)用，將逐漸取代傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)，并已取得了良好效果。,25,EBJ-160型半煤巖巷掘進(jìn)機(jī),國家“八五”科技攻關(guān)重點(diǎn)項(xiàng)目產(chǎn)品，該機(jī)采用多種先進(jìn)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，整體布置合理，工作可靠，具有生產(chǎn)能力大、切割硬度高、調(diào)動(dòng)速度快、工作穩(wěn)定性好、截齒消耗低等特點(diǎn)， 其整機(jī)綜合指標(biāo)達(dá)到90年代初國際同類機(jī)型先進(jìn)水平。 EBJ-160掘進(jìn)機(jī)后配ES-800轉(zhuǎn)載機(jī)和SSJ-800/240伸縮帶式輸送機(jī)。 EBJ-160型重型掘進(jìn)機(jī)不但適用于煤和半煤巖綜采工作面巷道掘進(jìn)，也適用于類似條件的工程隧道掘進(jìn)。目前該機(jī)已經(jīng)批量生產(chǎn)，并出口俄羅斯，同時(shí)也在河南、四川等鐵路隧道工程上推廣使用。 該機(jī)1996年被國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)等五部委授于國家級(jí)新產(chǎn)品，1998年獲煤炭工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，1999年獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。,26,EBJ-132、EBJ-120型掘進(jìn)機(jī),針對(duì)AM50、S-100型掘進(jìn)機(jī)在使用中暴露出的截割能力小、穩(wěn)定性和工作可靠性較差的問題，我國自行研制開發(fā)了EBJ-132型、EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)。這些新產(chǎn)品具有以下技術(shù)特點(diǎn): 機(jī)身矮、重心低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、操作簡單、維護(hù)方便，適合于中等斷面巷道掘進(jìn)； 采用小直徑截割頭， 單刀力大， 截齒布置合理， 破巖過斷層能力強(qiáng)，切割振動(dòng)小，工作穩(wěn)定性好； 星輪裝載機(jī)構(gòu)采用液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)，取消了減速器， 提高了裝載機(jī)構(gòu)的可靠性；采用無支重輪履帶行走機(jī)構(gòu)， 性能可靠，維護(hù)量??； 液壓系統(tǒng)采用自動(dòng)加油系統(tǒng)全封閉油箱，確保了油液清潔度，增加了液壓系統(tǒng)的可靠性；,27,EBJ-132、EBJ-120型掘進(jìn)機(jī),電氣系統(tǒng)采用可編程序控制器(PLC)作為主控制器，保護(hù)功能強(qiáng)，具有工況檢測(cè)和故障診斷功能“ 目前，EBJ-132型掘進(jìn)機(jī)已推廣應(yīng)用20多臺(tái)，EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)2001年通過煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)技術(shù)鑒定后，已應(yīng)用30多臺(tái)，使用效果良好。 EBJ-120型掘進(jìn)機(jī)榮獲2003年煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)。,28,煤炭科學(xué)研究總院太原分院,在過去的30余年來，已研究成功了10余種型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)。近年來，太原分院在EBJ-160型掘進(jìn)機(jī)的基礎(chǔ)上，又相繼開發(fā)了EBJ-200、EBJ-120、EBH/J-132、EBJ-50、EBJ-150等型號(hào)的掘進(jìn)機(jī)。其中，EBJ-160型掘進(jìn)機(jī)和EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)是國內(nèi)已取得的最新階段性成果。 EBJ-160型掘進(jìn)機(jī)是國家“八五”攻關(guān)項(xiàng)目，于1997年通過了技術(shù)鑒定。該機(jī)主要性能指標(biāo)達(dá)到了90年代初國際同類機(jī)型的先進(jìn)水平，1999年獲國家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)，1998年獲煤炭工業(yè)科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)。 EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)于2002年通過了中國煤炭工業(yè)協(xié)會(huì)的鑒定。其在總體設(shè)計(jì)、適應(yīng)性、可靠性等方面達(dá)到了同類產(chǎn)品的國際先進(jìn)水平，是現(xiàn)役中型掘進(jìn)機(jī)理想的換代機(jī)型。,29,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)與國內(nèi)同類機(jī)型比較的特點(diǎn),整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計(jì)合理。該機(jī)克服了現(xiàn)役機(jī)型在結(jié)構(gòu)和布局上的不足，采用主機(jī)架兩側(cè)與履帶架相聯(lián)接構(gòu)成了整機(jī)機(jī)體，主機(jī)架還采用前后機(jī)架分體結(jié)構(gòu)，方便了井下運(yùn)輸。 機(jī)身矮、適應(yīng)性好。機(jī)身高度只有1.55m，比現(xiàn)機(jī)型矮200mm以上，可適合于小斷面的巷道掘進(jìn)；而最大切割斷面與其它機(jī)型基本相同，適用范圍大。 生產(chǎn)能力大、破巖能力強(qiáng)、工作穩(wěn)定性好。該機(jī)生產(chǎn)能力大。適合于煤巷的快速掘進(jìn)；截割頭平均直徑比同類機(jī)型減小了20%，截齒單刀力有較大提高，破巖能力強(qiáng)，截割振動(dòng)??；同時(shí)，由于機(jī)重比同類機(jī)型重40%，且重心低，其工作穩(wěn)定性優(yōu)于現(xiàn)有機(jī)型。,30,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)與國內(nèi)同類機(jī)型比較的特點(diǎn),采用液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)裝載機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)裝載機(jī)構(gòu)一般采用電機(jī)通過錐齒輪減速器驅(qū)動(dòng)耙爪，中間還有2～3級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、井下維護(hù)較困難。由于其經(jīng)常在水及煤泥中工作，減速器內(nèi)易受污染，造成軸承、密封及齒輪等的損壞，壽命僅500h。EBJ-120TP掘進(jìn)機(jī)采用了液壓馬達(dá)直接驅(qū)動(dòng)星輪裝載機(jī)構(gòu)，省去了較為復(fù)雜的圓錐齒輪減速器傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，可靠性高，減少了維護(hù)量。,31,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)與國內(nèi)同類機(jī)型比較的特點(diǎn),采用無支重輪履帶行走機(jī)構(gòu)和履帶導(dǎo)向輪黃油缸張緊支承塊鎖定裝置。傳統(tǒng)的掘進(jìn)機(jī)履帶機(jī)構(gòu)一般設(shè)有5～9個(gè)支重輪，由于其經(jīng)常在煤泥中工作，支重輪的密封、軸承極度易損壞，造成其可靠性低、壽命短，維護(hù)不及時(shí)，造成支重輪經(jīng)常處于不轉(zhuǎn)狀態(tài)。一般的履帶張緊裝置采用黃油缸或機(jī)械螺旋張緊履帶鏈，履帶工作時(shí)油缸不能泄壓，造成油缸承受過高的壓力，一般為50～70Mpa，造成其易損壞、可靠性低。EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)的履帶行走機(jī)構(gòu)采用了上述結(jié)構(gòu)，取消了支重輪，履帶機(jī)構(gòu)工作時(shí)，張緊油缸處于泄壓狀態(tài)，避免了黃油缸在行走時(shí)承受過高壓力，同時(shí)也改善了履帶板的受力狀況，提高了履帶行走機(jī)構(gòu)的可靠性。,32,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī)與國內(nèi)同類機(jī)型比較的特點(diǎn),采用了PLC控制，具有電氣故障顯示功能。采用PLC控制技術(shù)減少了電氣故障率，設(shè)置故障顯示功能，可在不斷電、不開蓋的情況下初步判斷故障的所在部位。 液壓系統(tǒng)簡單可靠。采用開式液壓回路及多級(jí)過濾系統(tǒng)，并增設(shè)自動(dòng)加油裝置，以免開箱加油造成油液污染，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。 安全保護(hù)系統(tǒng)完善。主回路設(shè)有接觸器主觸頭粘連保護(hù)、漏電閉鎖保護(hù)、短路保護(hù)，各電機(jī)設(shè)有過流、過熱、過載、缺相等保護(hù)，電控系統(tǒng)設(shè)有機(jī)電連鎖和警告，以保證機(jī)器和人身的安全。,33,3. EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī),34,EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī),EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī)是在分析了當(dāng)前國內(nèi)外掘進(jìn)設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)，汲取了多種型號(hào)掘進(jìn)機(jī)研制經(jīng)驗(yàn)，與用戶共同合作開發(fā)，以截割硬度≤f8、適應(yīng)較大斷面、高可靠性、快速掘進(jìn)為主要特征的部分?jǐn)嗝鎽冶凼街匦途蜻M(jìn)機(jī)。 該機(jī)型已經(jīng)批量生產(chǎn)，首批將于2005年9月出廠，以滿足市場(chǎng)需求。,35,EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī),,二、主要技術(shù)參數(shù)與結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 主要技術(shù)參數(shù),機(jī)重/t 51.5 總功率/kW 250 截割功率/kW 160 長/m 9.8 寬/m 2.55 高/m 1.7 臥底深度/mm 250 地隙/mm 250 接地比壓/MPa 0.14 槽寬/mm 610 龍門高度/mm 400,36,EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī),,鏈速m/s-1 1.2 鏈條規(guī)格 18×64 運(yùn)輸形式 邊雙鏈刮板 行走速度 m/min－1 0～15 接地長度 m 3.0 防滑型式 摩擦離合器制動(dòng) 履帶板寬度/mm 600 泵站功率 /kW 90 系統(tǒng)壓力/MPa 23 油箱容積/L 640 供電電壓/V 1140 隔爆型式 隔爆兼本質(zhì)安全型,37,EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī),,2.EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī)技術(shù)特點(diǎn)：,截割能力強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)截割硬度≤f8 截割電機(jī)采用恒功率雙速電機(jī)，調(diào)速方便 采用緊湊化設(shè)計(jì)，重心位置低，工作穩(wěn)定性好 對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性好 裝運(yùn)能力大，過載能力強(qiáng) 液壓系統(tǒng)采用帶負(fù)載敏感控制的恒功率變量泵及比例多路換向閥等新元部件，系統(tǒng)發(fā)熱量小，效率高。,38,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī),EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī)其機(jī)重達(dá)51.5t，截割功率160kW，截割頭轉(zhuǎn)速慢速32 r/min，截割線速度1.58m/s，截割單刀力5608N，且總體布局均衡、緊湊、合理，使得該機(jī)具有經(jīng)濟(jì)截割≤f8硬巖的強(qiáng)大切割能力及良好的切割穩(wěn)定性。,另外該機(jī)首次采用恒功率雙速電機(jī)，截割功率不變，輸出轉(zhuǎn)速有高、低兩檔。低速時(shí)，輸出扭矩大，用于截割硬巖，高速時(shí)輸出轉(zhuǎn)速高，用于截割煤，具有很好的適應(yīng)性。,39,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī),,掘進(jìn)機(jī)截割頭的形狀、尺寸及截齒的排列、單刀力的大小等都影響著掘進(jìn)機(jī)破巖的效率、工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性。通過大量循環(huán)的假巖壁切割實(shí)驗(yàn)及切割狀況研究分析，建立了一套切實(shí)有效的半煤巖截割頭的設(shè)計(jì)概念及方法，合理的確定出截割頭的各個(gè)參數(shù)。 該機(jī)截齒采用鎬形截齒，截齒數(shù)量36把，截割頭平均直徑946mm，截割頭全長900mm。,40,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī),,該機(jī)采用600mm寬的整體式履帶板及無支重輪行走機(jī)構(gòu)，履帶行走速度0～15m/min，驅(qū)動(dòng)功率2×40kW，設(shè)計(jì)最大驅(qū)動(dòng)力2×275kN，通過比壓減小，增強(qiáng)牽引力和爬坡能力以提高對(duì)復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性。,41,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī),,EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)采用帶負(fù)載敏感控制的恒功率變量泵及比例多路換向閥等新元部件，能更好的適應(yīng)掘進(jìn)機(jī)的工況，并系統(tǒng)發(fā)熱量小，效率高。,EBZ160TY型掘進(jìn)機(jī)星輪轉(zhuǎn)速為45r/min，裝載馬達(dá)排量為2000ml，裝載能力大，輸出扭矩大，過載能力強(qiáng) 。,42,EBJ-120TP型掘進(jìn)機(jī),該機(jī)設(shè)置內(nèi)、外噴霧，可有效抑制粉塵、消滅火花及冷卻截齒等，改善工作環(huán)境，消除安全隱患。 通過多循環(huán)內(nèi)噴霧試驗(yàn)，首創(chuàng)旋轉(zhuǎn)水封浮動(dòng)裝置，解決了由于旋轉(zhuǎn)軸與水封不同心及切割振動(dòng)造成的旋轉(zhuǎn)水封過快失效等問題，使旋轉(zhuǎn)水封的使用壽命從幾十個(gè)小時(shí)提高到300小時(shí)以上。,43,4. 國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)存在的問題,綜觀我國掘進(jìn)機(jī)發(fā)展水平與現(xiàn)狀，與國外相比，還存在一定差距，主要表現(xiàn)有以下幾點(diǎn)： 掘進(jìn)支護(hù)不能平行作業(yè)，并且支護(hù)時(shí)間是切割時(shí)間的2～3倍，掘進(jìn)機(jī)開機(jī)率低，限制了進(jìn)尺水平的提高。 隨著切割巖石硬度的提高，掘進(jìn)機(jī)的噴霧除塵效果較差。 基礎(chǔ)研究薄弱，設(shè)計(jì)理論落后，缺乏專門的計(jì)算機(jī)開發(fā)軟件。 受基礎(chǔ)工業(yè)水平的制約，國產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)制造質(zhì)量不穩(wěn)定，元部件的可靠性還有待提高。 后配套缺少規(guī)范化，配套設(shè)備跟不上，使掘進(jìn)機(jī)的效率不能充分發(fā)揮。 煤礦管理水平落后，資金不足，礦工素質(zhì)差等也制約了掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展。,44,5. 掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),1）適用范圍不斷擴(kuò)大。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，掘進(jìn)機(jī)的適用范圍在不斷擴(kuò)大，除繼續(xù)致力于完善截割煤的功效外，同時(shí)還努力提高有效截割巖石硬度的能力；掘進(jìn)機(jī)的掘進(jìn)斷面也在逐步擴(kuò)大，最大達(dá)到30～40m2；適應(yīng)坡度達(dá)到16～18O。為了提高掘進(jìn)機(jī)的適用范圍和通用性，機(jī)器高度降到了1.5m左右，從而也提高了機(jī)器的截割穩(wěn)定性；隨著截割巖石硬度的提高，掘進(jìn)機(jī)向大截割功率、重型、超重型方向發(fā)展，與此相適應(yīng)的耐磨、低耗、高強(qiáng)度截齒的性能也逐步提高。據(jù)資料介紹，有的重型掘進(jìn)機(jī)重達(dá)80～100t，截割功率達(dá)350kw，截齒的硬質(zhì)合金最大直徑達(dá)30mm，有效截割巖石的抗壓強(qiáng)度達(dá)到100Mpa以上。,45,掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),2）工作可靠性不斷提高。機(jī)器的可靠性是其進(jìn)行高效作業(yè)的根本保證。因此，掘進(jìn)機(jī)各部分的結(jié)構(gòu)型式、傳動(dòng)方式、使用材質(zhì)等都要建立在實(shí)踐驗(yàn)證的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)有機(jī)型的截割機(jī)構(gòu)一直沿用電動(dòng)機(jī)——減速器的傳動(dòng)方式，元件的選型遵循著擇優(yōu)的原則，機(jī)器加工多在專業(yè)廠家加工制造。齒輪傳動(dòng)箱按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行例行試驗(yàn)。液壓元件的工作壓力，考慮到煤礦作業(yè)的特殊性，實(shí)行降壓使用，工作壓力僅為元件額定壓力的一半以下，多控制在14～20Mpa。電控元件要經(jīng)過嚴(yán)格篩選，控制系統(tǒng)廣泛采用了PLC技術(shù)，電控設(shè)備隔爆、本質(zhì)安全性能及型式檢驗(yàn)手段不斷完善，確保使用的安全性。,46,掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),3）機(jī)電一體化趨勢(shì)明顯。隨著實(shí)用型新技術(shù)的發(fā)展，新型掘進(jìn)機(jī)機(jī)電一體化趨勢(shì)越來越明顯。主要表現(xiàn)為：推進(jìn)方向監(jiān)控、切割電機(jī)功率自動(dòng)調(diào)節(jié)、截割路徑循環(huán)程控、離機(jī)遙控操作、切割斷面輪廓尺寸監(jiān)控及工況檢測(cè)和故障診斷等。雖然還有部分技術(shù)尚需時(shí)間的考核，但掘進(jìn)機(jī)機(jī)電一體化的發(fā)展趨勢(shì)不會(huì)變。,47,掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì),4）不斷探索新的切割技術(shù)。目前還在不斷地研究、試驗(yàn)新的切割技術(shù)，如高壓水射流和沖擊式切割技術(shù)等方面的研究。 5）開發(fā)煤巷快速掘進(jìn)設(shè)備。在許多國家，高效掘進(jìn)中多配套錨桿支護(hù)技術(shù)，從而簡化支護(hù)工作，提高掘進(jìn)速度，降低支護(hù)成本。在煤巷掘進(jìn)中試驗(yàn)應(yīng)用截割、支護(hù)平行作業(yè)方式，采掘錨聯(lián)合機(jī)組已在澳大利亞、英國等國家使用，實(shí)際應(yīng)用效果較好。 6）掘進(jìn)裝備的綜合配套能力進(jìn)一步加強(qiáng)。 7）研究試驗(yàn)手段更趨完善。,48,6. 高效掘錨機(jī)組,高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的崛起，采煤效率的提高，引發(fā)了采與掘的矛盾。通常由于工作面推進(jìn)速度的加快，巷道的消耗也加快因而提出了對(duì)快速掘進(jìn)設(shè)備的需求。,49,1）國外綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)設(shè)備現(xiàn)狀,國外綜合機(jī)械化掘進(jìn)機(jī)設(shè)備大致可分為兩類 一類是歐洲國家普遍使用的懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)，它適用范圍廣，但掘進(jìn)、支護(hù)不能平行作業(yè)，掘進(jìn)效率低、開機(jī)率低。 另一類是以美國和澳大利亞為代表的橫軸滾筒式連續(xù)采煤機(jī)和掘錨綜合機(jī)組，兩者均可以實(shí)現(xiàn)煤巷的快速掘進(jìn)、開機(jī)率高，掘進(jìn)效率高。 而掘錨綜合機(jī)組則較好地解決了掘進(jìn)與支護(hù)的相對(duì)平行作業(yè)和安全支護(hù)問題，使掘進(jìn)與支護(hù)工藝得到了有效的結(jié)合。,50,國外采掘錨機(jī)組主要廠商,國外采掘錨機(jī)組主要有奧地利阿爾卑尼公司生產(chǎn)的ABM12型、ABM14型、ABM20型、ABM30型，例如ABM20型掘錨聯(lián)合機(jī)組，可以在掘進(jìn)的同時(shí)，在距迎頭1.2米處進(jìn)行錨桿支護(hù)作業(yè)，樣機(jī)于1990年在澳大利亞塔摩爾煤礦試產(chǎn)后，已經(jīng)在南非、澳大利亞等許多國家的采礦業(yè)取得良好的聲譽(yù)； 德國Paurat公司生產(chǎn)的E230型掘錨聯(lián)合機(jī)組，它在德國也取得良好的使用效果。,51,連續(xù)采煤機(jī)上加載錨桿鉆機(jī),另一種實(shí)現(xiàn)掘錨聯(lián)合作業(yè)的形式是在連續(xù)采煤機(jī)上加載錨桿鉆機(jī)，實(shí)現(xiàn)部分掘支同步作業(yè)，如澳大利亞海德拉馬工程公司在連續(xù)采煤機(jī)上安裝ARO系列4000型頂板錨桿鉆機(jī)和5000型側(cè)幫錨桿鉆機(jī)，取得相當(dāng)多的使用經(jīng)驗(yàn)。 國外主要生產(chǎn)連續(xù)采煤機(jī)的廠家有美國JOY公司CM系列、英格索蘭生產(chǎn)的LN800連續(xù)采煤機(jī)、朗一艾道公司的CM系列、杰弗利公司及英國BJD公司。,52,JOY公司掘錨機(jī)組,,53,2）連續(xù)采煤機(jī)和掘錨聯(lián)合機(jī)組優(yōu)點(diǎn),與普通使用的掘進(jìn)機(jī)相比，連續(xù)采煤機(jī)和掘錨聯(lián)合機(jī)組具有節(jié)省裝鉆機(jī)的時(shí)間、提高掘進(jìn)速度、縮短生產(chǎn)周期、支護(hù)及時(shí)可靠等特點(diǎn)。 國外普遍認(rèn)為掘錨聯(lián)合機(jī)組是未來采掘工業(yè)的發(fā)展方向。,54,3) 國內(nèi)掘錨聯(lián)合機(jī)組和連續(xù)采煤機(jī)的研制現(xiàn)狀,而我國只有部分煤礦引進(jìn)使用連續(xù)采煤機(jī)，而在掘錨聯(lián)合機(jī)組和連續(xù)采煤機(jī)的研制方面幾乎是空白，盡管國內(nèi)各大科研院所、生產(chǎn)廠家、煤礦企業(yè)曾開展過規(guī)模不等的連續(xù)采煤機(jī)、掘進(jìn)機(jī)機(jī)載錨桿等技術(shù)的國產(chǎn)化研究，但均存在一些問題，仍沒有真正成功應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)。 對(duì)連續(xù)采煤機(jī)和掘錨聯(lián)合機(jī)組的研究，是發(fā)展我國采掘工業(yè)，盡快實(shí)現(xiàn)連續(xù)采煤機(jī)和掘錨聯(lián)合機(jī)組的國產(chǎn)化，以適應(yīng)國際先進(jìn)采掘水平的需要。,55,4）我國高產(chǎn)高效礦井建設(shè)對(duì)發(fā)展掘錨一體技術(shù)的需求,目前國產(chǎn)化的煤及半煤巖掘進(jìn)機(jī)，均停留在部分?jǐn)嗝鎽冶凼骄蜻M(jìn)機(jī)的形式上，雖然在配套的支護(hù)技術(shù)、除塵技術(shù)和截割技術(shù)方面取得了一定的成果，但由于懸臂式掘進(jìn)機(jī)的局限性，在生產(chǎn)工藝上存在無法解決的弱點(diǎn)，支護(hù)與割煤不可能做到同步作業(yè)（在一個(gè)工作循環(huán)時(shí)間內(nèi)，支護(hù)占時(shí)50％～60％，割煤占時(shí)20％～30％，系統(tǒng)故障占時(shí)10％～15％），因此無法從根本上提高掘進(jìn)效率。 國內(nèi)一些科研單位和生產(chǎn)廠家曾嘗試在懸臂式掘進(jìn)機(jī)上安裝機(jī)載錨桿，但由于受到掘進(jìn)機(jī)結(jié)構(gòu)的限制，機(jī)載錨桿鉆機(jī)只能安裝在升降臂后部，造成空頂距加大（約3～4m），無法適應(yīng)我國普遍礦區(qū)頂板條件差的特點(diǎn)。,56,5）掘錨機(jī)組引進(jìn)情況,我國曾先后進(jìn)口美國JOY公司的12CM-11、12CM-9B、12CM11-9BLN連續(xù)采煤機(jī)，美國費(fèi)爾奇公司生產(chǎn)的MK-22型薄煤層連續(xù)采煤機(jī)，英格索蘭LN800型連續(xù)采煤機(jī)和杰弗里1036RB型連續(xù)采煤機(jī)，共計(jì)40余臺(tái)，在大同、神府等礦區(qū)均取得不俗的成績，它們既可用于煤巷掘進(jìn)，又可用于工作面開采，掘進(jìn)速度是普通掘進(jìn)機(jī)進(jìn)尺的2～3倍，充分展現(xiàn)了該機(jī)采掘合一、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)靈活、出煤快的特點(diǎn)。 從使用效果看，連續(xù)采煤機(jī)相當(dāng)于長壁綜采水平，但勞動(dòng)強(qiáng)度和噸煤成本低于綜采。 隨著我國采掘工業(yè)不斷向高產(chǎn)高效發(fā)展，引進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備又陸續(xù)需要更新?lián)Q代，國內(nèi)對(duì)連續(xù)采煤機(jī)和掘錨聯(lián)合機(jī)組的需求必然不斷迫切，發(fā)展掘錨聯(lián)合機(jī)組意義重大。,57,6）研究開發(fā)內(nèi)容,隨著我國采掘工業(yè)不斷向高產(chǎn)高效發(fā)展，引進(jìn)的進(jìn)口設(shè)備又陸續(xù)需要更新?lián)Q代，國內(nèi)對(duì)連續(xù)采煤機(jī)和掘錨聯(lián)合機(jī)組的需求必然不斷迫切，發(fā)展掘錨聯(lián)合機(jī)組意義重大。 掘錨一體技術(shù)是含設(shè)備和工藝技術(shù)而一的專項(xiàng)技術(shù)，其主要的研究內(nèi)容有以下幾個(gè)方面： 作業(yè)工藝的確定 主機(jī)的攻關(guān)主要包括主機(jī)總體參數(shù)的確定、截割機(jī)構(gòu)的研究、大運(yùn)量裝運(yùn)系統(tǒng)的攻關(guān)和機(jī)電一體化的實(shí)現(xiàn)。 大轉(zhuǎn)矩、高可靠的錨桿機(jī)具的研究 鉆機(jī)與主機(jī)的一體化研究,58,Thank You！,59,