3.1掘进机械

项目三掘进装载机械学习情境一掘进机械Page2随着回采工作面综合机械化程度的提高，要求巷道掘进速度相应加快，以保证采掘比例协调和矿井的高产稳产。作用：巷道掘进，隧道施工掘进设备按掘进工艺分为钻眼爆破法掘进设备和综合机械化掘进设备。即类型：钻爆法（岩石）：钻孔（凿岩机）、爆破、装运（装载机）机掘法（煤岩）：掘进机（部分断面掘进机、全断面掘进机）掘进机工作时的场景Page3国内平巷掘进广泛采用钻眼爆破法掘进设备。为提高掘进机械化水平，除选用适用、可靠的单项设备外，必须考虑设备配套，以形成机械化作业线。主要有：①耙斗装载机为主的~：支腿式气动凿岩机钻凿炮孔，耙斗装载机把岩石耙入转载机或矿车，巷道支护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。实现凿孔和装载平行作业，且结构简单，广泛使用。②凿岩台车为主的~：凿岩台车钻凿炮孔及锚杆孔，侧卸式铲斗装载机把岩石装入转载机或矿车。适用于大断面巷道掘进，效率高，劳动强度低。③钻装机为主的~：钻装机钻凿炮孔、锚杆孔和装载转运煤岩，并将岩石装入矿车。巷道支护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。综合机械化掘进设备直接用掘进机完成破落煤岩、装载、转载及支护等工序，实现工序的平行作业。掘进机破落煤岩体，以装载、转运机构把煤岩输送至后配套运输设备。支护方式可选用金属支架、锚喷支护。与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点：安全、快速、高效——掘进机械化发展方向。常用综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、全断面掘进机。Page4一、钻孔机械1.凿岩机冲击破碎原理：工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度，形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾，又形成一道新的凹痕。两凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断地冲击钎尾，并从钎杆的中心孔连续输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。凿岩机缸体活塞钎杆钎头（一）凿岩机Page5（一）凿岩机2.分类：凿岩机按动力不同分气动、液压、电动和内燃凿岩机，构造原理基本相似。3.主要参数冲击功冲击频率转钎角度转钎扭矩Page6（一）凿岩机1）气动凿岩机结构简单、工作可靠、使用安全，应用较早且较多。按操作方式不同分手持式、支腿式和导轨式。按频率分低频凿岩机(冲击频率42Hz以下)和高频凿岩机(冲击频率42Hz以上)。按转钎机构分内回转式凿岩机和外回转式凿岩机。组成：配气机构、转钎机构、排粉机构、推进机构、操纵机构、润滑机构Page7（一）凿岩机2.分类：凿岩机按动力不同分气动、液压、电动和内燃凿岩机，构造原理基本相似。气动凿岩机组成：冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等1-钎杆；2-凿岩机；3-注油器；4-水管；5-风管；6-气腿支腿式凿岩机钎杆1尾端装入凿岩机2机头钎套内，注油器3连接在风管5上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零件进行润滑，水管4供给清除岩粉用水，气腿6支撑凿岩机并给以工作所需推进力。Page8（一）凿岩机2.分类：凿岩机按动力不同分气动、液压、电动和内燃凿岩机，构造原理基本相似。2）液压凿岩机•是以高压液体作动力的一种新型高效凿岩设备。•特点：能量消耗少、凿岩速度快、效率高、噪音小、易于控制、卡钻事故少、钻具寿命长等优点，近十几年发展迅速。但由于单位马力重量大，一般要和台车配套使用，初期投资较大，加上元件的制造精度要求高、维护费用高，致使其推广使用受到限制。•分类：按工作方式分为旋转式、冲击式和旋转冲击式三种。按冲击机构的配油方式，液压凿岩机又可分为有阀和无阀两大类Page9（一）凿岩机液压凿岩机组成：冲击机构、转钎机构、蓄能机构、排屑机构等。1-冲击机构；2-转钎机构；3-蓄能器；4-机头；5-冲击进油口；6-转钎进油口3）电动凿岩机由电动机通过机械转换机构驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在岩体中凿孔的机具。用于小型煤矿掘进巷道凿孔，凿孔直径32～43mm，孔深1～1.5m，最大凿孔深度达4m。电动凿岩机按推进方式分手持式和支腿式。手持式(电锤)由人工手持推进。支腿式凿岩机工作时用支腿支承和推进。按冲击机构分为心块式和曲柄连杆压气活塞式。Page10（一）凿岩车用途支承、推进和驱动一台或多台凿岩机实施钻孔作业，并具有整机行走功能的凿孔设备。用于矿山巷道掘进及其他隧道施工。凿孔直径30～65mm，凿孔深度2～5m。凿孔时能准确定位定向，并能钻凿平行炮孔。可与装载机械及运输车辆配套，组成掘进机械化作业线。1.凿岩台车组成：凿岩机、钻臂(包括推进器)、行走机构、控制系统、操作台和动力源(泵站)等。凿岩机普遍采用导轨式液压凿岩机。钻臂用于支承和推进凿岩机，并可自由调节方位，以适应炮孔位置的需要。1-钻臂；2-凿岩机；3-行走机构4-操作台；5-动力源Page11（二）凿岩机类型：按用途分：露天钻机、井下掘进钻车、采矿钻车、锚杆钻车；按钻臂数量分：单臂、双臂和多臂式；按行走机构分：轨轮式、轮胎式和履带式。为完成平巷掘进，凿岩台车实现运动：①行走运动，以便台车进入和退出工作面；②推进器变位和钻臂变幅运动，以实现在断面任意位置和任意角度钻眼；③推进运动，以使凿岩机沿钻孔轴线前进和后退。Page12（二）凿岩机2.主要部件结构（1）推进器推进器用来使凿岩机移近或退出工作面，并提供凿岩时所需的轴向推力。根据凿岩工作的需要，推进器产生的轴向推力大小和推进速度应能调节，以使凿岩机在最优轴推力下工作。推进器按工作原理不同有螺旋式推进器、液压缸式推进器、链式推进器。（2）钻臂用于支承和推进凿岩机，并可自由调节方位以适应炮孔位置需要的机构。钻臂对台车的动作灵活性、可靠性及生产率影响很大。按钻臂结构特点及运动方式不同有直角坐标式和极坐标式两类。Page13（二）凿岩车3.使用与维护(1)开车前的检查每天开车前要对机器各部件性能状况进行检查，包括:各零部件齐全、完整、紧固;油箱中油量、油质符合要求;各部分润滑良好;各油、风、水管路没有泄露、损坏;给电动机送电，检查各操作手把是否灵活准确，各部动作是否正常。(2)凿岩台车在工作中的注意事项①凿岩台车行走前，应将钻臂收拢，防止钻臂碰撞岩壁或支架，防止压住风管、油管和电缆等。②台车送电，必须先合巷道中的总电源开关，后合台车上的开关;断电顺序相反。③开钻前先试液压系统油压，使其达到规定值。④台车到达预定位置时，工作前应将机身固定。Page14（二）凿岩车3.使用与维护⑤钻眼前及钻眼过程中，要将钻臂顶尖始终顶紧岩壁，不准推进器悬臂打眼。⑥钻臂移位时，推进器必须先缩回，使顶尖离开岩面。几个钻臂同时钻眼时，要避免相互干扰。⑦推进器的推进速度要与岩石的软硬程度相适应，硬岩时不可推进过快。⑧钻眼时，先开动凿岩机，后启动推进器;在眼内退钎时，凿岩机不得停钻。⑨钻眼中出现夹钎时，可利用凿岩机推进器拔钎，但不许用推进器的补偿缸拔钎。⑩钻眼过程钻臂下方严禁站人，工作中人员必须离开凿岩机。防止发生人身伤害事故。⑩操作各油缸、风缸、手动换向阀时，动作要缓慢，不可突然从中位推向终位。手柄从中位扳到预定位置后，应立即返回中位，使工作机构固定在预定位置上。⑪钻眼结束后，凿岩机台车应退至离工作面20m以外的地方避炮，并加以遮盖，防止崩坏砸坏管路、照明灯等部件。⑫凿岩结束后操作人员离开台车前，必须断开台车的开关和巷道中的总开关。Page15二、掘进机掘进机是一种能够同时完成破落煤岩、装载与转载、运输、喷雾除尘和调动行走的联合机组。它具有掘进速度快，掘进巷道稳定，减少岩石冒落与瓦斯突出，减少巷道的超挖量和支护作业的充填量，改善劳动条件、减轻劳动强度等优点。因此，掘进机在与综采工作面配套使用中发挥着越来越大的作用。目前国内外研究和使用的掘进机类型很多，主要按使用范围和结构特征分类:(1)按掘进机所能截割煤岩的坚硬系数值分煤巷掘进机:适用于f≤4的煤巷。半煤岩巷掘进机:适用于f≤6的煤或软岩巷道。岩巷掘进机:适用于f6或研磨性较高的岩石巷道。Page16根据煤岩物流的连续及非连续输送等特点，介绍常用掘进机的运输系统及配套运输设备。1．连续输送的运输系统及配套设备紧接掘进机中间刮板输送机后部选择一台桥式胶带转载机，后部接一条伸缩带式输送机或与多条固定带式输送机搭接，构成一种后配套连续运输系统。连续输送运输系统在巷道倾角α＝±4o范围内最佳。如巷道倾角4oα16o时，对配套伸缩带式输送机的设计应提出特殊要求，亦即普通的伸缩带式输送机难以满足此运输工况——采用一台或多台刮板输送机搭接，构成后配套连续运输系统。与伸缩带式输送机配套相比较，刮板输送机溜槽易磨损、投资费用高、驱动单元多、搬移及管理费用大——对平巷运输而言，不推荐使用。刮板输送机桥式胶带转载机桥式刮板转载机伸缩带式输送机掘进机Page172．非连续输送的运输系统及配套设备现有国内外掘进机施工巷道一般系按巷道中心线和沿煤层顶板作业，为使巷道顶板稳定，通常不破坏煤层顶板——煤层起伏时，巷道也相应随着起伏。在此工况下对进尺速度、效率等无特殊要求时用轨道矿车运输是适宜的。目前尚有相当一部分矿井以及部分采准巷道的施工仍用轨道矿车运输。无轨胶轮梭车摆动式胶带转载机龙门式刮板转载机胶轮机车(坡度6º)齿轮式机车(坡度6º～14º)掘进机轨道矿车Page18二、掘进机掘进机是具有截割、装载、转载煤岩，并能自己行走，具有喷雾降尘等功能，以机械方式破落煤岩的掘进设备，有的还具有支护功能。根据所掘断面的形状分全断面掘进机和部分断面掘进机Page19二、掘进机全断面掘进机适用于直径2.5-10m、岩石单轴抗压强度50-350MPa的硬岩巷道。可一次截割出整个圆形断面。主要用于工程涵洞和隧道的岩石掘进。Page20二、掘进机部分断面掘进机一次只能截割出一部分巷道。需要工作机构多次摆动，才能逐步掘出所需断面。断面形状可以是矩形、梯形、拱形等多种形状。其中，悬臂式部分端面掘进机在煤矿应用普遍。适用于单轴抗压强度60MPa的煤、半煤岩、软岩水平巷道。大功率掘进机可用于单轴抗压强度200MPa的硬岩巷道。工作视频Page21二、掘进机1.ELMB型煤巷掘进机——悬臂纵轴式径向截割部分断面巷道掘进机断面6㎡～12㎡适用的地质条件煤岩硬度f≤4（局部f=5）巷道的最大倾角±12º配套转运设备可采用伸缩带式输送机、矿车、刮板输送机等。由截割机构、装运机构、行走机构、转载机构、液压系统、电控系统、喷雾降尘系统等组成．1.截割头；2.工作机构；3.装运机构；4.行走机构；5.液压系统；6.电气箱；7.操纵箱；8.起重液压缸；9.司机座；10.转载机构；11.托梁器ELMB型巷道掘进机Page22二、掘进机●各部分作用为：——由截割头、工作臂和回转座组成破煤(岩)机构。——电动机通过减速器驱动截割头旋转，用装在截割头上的截齿破碎煤岩。——截割头纵向推进力由行走履带(或工作臂的伸缩油缸)提供，升降和回转液压缸使工作臂在垂直和水平方向摆动，以截割不同部位的煤岩，掘出所需形状和尺寸的断面。(1)截割机构1.中心钻；2.镐形截齿；3.喷嘴；4.齿座；5.锥体截割头结构图Page23二、掘进机●各部分作用为：——由装载机构和中间输送机两部分组成。两台摆线马达经减速后驱动扒爪和刮板链，采用装运联动。——将截割破碎下来的煤岩集中装载、转运到掘进机后面的转载机、矿车或其他运输设备中，运出工作面。(2)装载与转运机构1.蟹爪2.铲板3.曲柄圆盘4.连杆5.摇杆6.刮板输送机蟹爪工作机构Page24二、掘进机●各部分作用为：——两台摆线马达驱动掘进机前进、后退和转弯并能在掘进作业时使机器向前推进。(3)行走机构(4)液压系统——由液压泵、液压马达、液压缸、控制阀组及辅助液压元件等组成。用以提供压力油，控制工作臂上下左右移动，驱动装运机构集料装置、中间输送机及行走机构的驱动轮。(5)电气系统向掘进机提供动力(6)喷雾降尘系统●降低掘进机在作业中产生的粉尘。●喷雾降尘系统由内、外喷雾装置组成，用以向工作面喷射水雾，达到降尘的目的。Page25二、