矿山机械-第二章-掘进机械

第二章掘进机械采煤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。目前，巷道掘进有两种方法：钻爆法和掘进机法。一、凿岩机的工作原理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。第一节凿岩机1-凿岩机缸体；2-活塞；3-钎杆；4-钎头钎子是凿岩机破碎岩石和形成岩孔的刀具，它由钎头2、钎杆1两部分组成。钎杆和钎头连接方式有两种：一种是锥面摩擦连接，另一种是螺纹连接。二、钎（qian)子（5）所有电气设备都应具有防爆性能，采煤机能在有煤尘瓦斯爆炸危险的工作面内安全工作。（6）电动机、传动装置和牵扯引部应具有超负荷安全保护装置。（7）具有防滑装置，以防机器沿斜坡自动下滑。（8）具有内外喷雾灭尘装置。（9）工作稳定可靠，操作简单方便，操作手把或按钮尽量集中，日常维护工作少而容易。凿岩机的种类很多，按所用动力可分为气动、电动、内燃和液压等四类。目前煤矿应用最普通的是气动凿岩机（又称风钻），工作较可靠。凿岩机按支承和推进方式可分：手持式、气腿式、伸缩式和导轨式。三、凿岩机的种类YN27C型内燃凿岩机高速液压凿岩机气动凿岩机HY20手持式凿岩机Y26型气动凿岩机组成：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。四、气动凿岩机1-钎杆；2-凿岩机；3-注油器；4-水管；5-风管；6-气腿气腿凿岩机的外形1.概述液压凿岩机是在气动凿岩机的基础上发展起来的一种凿岩机。它是利用高压液体的动力，推动活塞在缸体内往复运动。五、液压凿岩机液压凿岩机具有以下优点：（1）动力消耗小，能量利用率高。（2）凿岩速度高。（3）作业条件高。（4）润滑好，提高了零件寿命。（5）操作方便，适应性强。缺点：投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维护费用较高。2.液压凿岩机的结构和工作原理液压凿岩机组成：冲击机构、转钎机构、蓄能机构、排屑机构等。冲击机构：缸体4、活塞5和滑阀12。整体缸体，滑阀12与活塞5轴线平行，缸孔中前后有铜套6、3支承活塞5运动，并导入液压油。转钎机构：摆线马达11、减速齿轮10、7及冲击杆8。齿轮7中压装花键套，配合冲击杆8上花键，钎尾插入冲击杆前端六方孔内，马达带动齿轮7转动，冲击杆8和钎杆跟随转动。YYG-80型液压凿岩机冲击配油机构的工作原理回程；冲程1-钎尾；2-活塞；3-柱阀；4-低压回油；5-高压进油；6-蓄能器7-配油腔；8-液压缸前腔；9-液压缸后腔；10-控制油孔11-后腔受压面；12-低压回油孔；13-前腔受压面凿岩钻车是一种新型凿岩作业设备。它是将一台或几台凿岩机连同自动推进器一起安装在特制的钻臂或钻架上，并配以行走机构，使凿岩作业实现机械化。第二节凿岩台车凿岩钻车种类：1）按用途分为平巷掘进钻车、采矿钻车、锚杆钻车、露天开采凿岩钻车。2)按行车机构：轨道、轮胎、履带式钻车。3）按架设凿岩机台数分：单机、双机、多机。图为履带式凿岩台车轮式凿岩台车单机式凿岩台车双机式凿岩台车多机凿岩台车一、推进器推进器是导轨式凿岩机的导轨，并给凿岩机以工作所需的轴向推进力。CTJ-3型凿岩台车采用风动马达—丝杠推进器。（1）当风动马达1驱动丝杠转动时，凿岩机就在导轨9上向前或向后移动。（2）调节风动马达进气量，可使凿岩机获得不同的推进速度。二、钻臂钻臂是凿岩台车的主要部件，它的作用是支承推进器和凿岩机，并可调整推进器的方位，使之可在全工作面范围内进行凿岩。（1）利用俯仰角液压缸2可以调整导轨的倾角（2）当凿岩台车工作时，利用支撑液压缸5、7撑在底板上，使车轮离开底板（3）整台凿岩车的动力是压缩空气将采落的煤或岩石装入矿车或巷道输送机中的机械称为装载机械。装载作业消耗的劳动量是整个采矿作业量的30-50%左右。因此，最大限度地发挥现有装载机械的能力和研制高效率装载机械，不断提高装载机械化水平，对提高劳动生产力，消除工人繁重的体力劳动，促进采矿工业业发展意义重大。第三节铲斗装载机铲斗装载机按卸载方式又分为后卸式和侧卸式两种。一、后卸式铲斗装载机它在轨道上行走，向矿车装载，它适用于高度不高于2.2m的水平巷道工作面，快度100~150mm时装载效果最好。1.组成及工作方式2.铲斗工作机构3.回转机构二、侧卸式铲斗装载机侧卸式铲斗装载机主要用于较大断面巷道掘进、装运矿石等物料。铲斗容积较大，能装的岩石块度无严格要求，特别是大多数侧卸式铲斗装载机采用履带式行走机构。耙斗装载机可用在平巷、上下山及拐弯巷道。目前在掘进倾角大于5°~10°的倾斜巷道时，耙斗装载机是我国煤矿巷道掘进使用最多的装岩设备。第四节耙斗装载机《煤矿安全规程》规定使用耙装机必须遵循下列原则：1.耙装机作业时必须照明2.耙装机绞车的刹车装置必须完整、可靠…………1.组成及工作方式耙斗装载机是用绞车拖动一个耙斗，耙取岩石装入矿车的机械。耙装机的优点是结构简单，操作容易和价格便宜；缺点是钢丝绳消耗量大。2.绞车耙装机按绞车结构可分为行星轮式、摩擦式和内涨式三种。3.耙斗耙斗是耙装机的工作机构，由耙齿和耙斗体两部分组成。耙斗工作时，靠耙斗自重使耙齿插入岩石堆，移动过程中装满岩石。耙齿一般根据形状有平齿和梳齿之分。一、概述随着回采工作面机械化程度的提高，回采速度大大加快，巷道掘进和回采工作面的准备工作也必须相应加快。只靠钻爆法掘进巷道已满足不了要求，采用掘进机法，使破落煤岩、装载运输、喷雾灭尘等工序同时进行，是提高掘进速度的一项有效措施。第五节掘进机与钻爆法相比，掘进机法具有许多优点：(1)速度快、成本低。用掘进机掘进巷道，可以使掘进速度提高1~1.5倍，工效平均提高1~2倍，进尺成本降低30％~50％。(2)安全性好。由于不需打眼放炮，围岩不易破坏，既有利于巷道支护，又可减少冒顶和瓦斯突出的危险，大大提高了工作面的安全性。(3)有利于回采工作面的准备。由于掘进速度的加快，可以提前查明采区的地质条件，为回采工作面设备的选型及准备工作创造良好的条件。(4)工程量小。利用钻爆法，巷道的超挖量可达20％，利用掘进机法，巷道超挖量可减小到5％，从而大大减少了支护作业的充填量。减少了工程量，降低了成本，提高了速度。(5)劳动条件好，改善了劳动条件，减少了笨重的体力劳动。按掘进机截割煤岩的性质分类1）用于f≤4的煤巷，称为煤巷掘进机。2）用于f≤6的煤或软岩巷，称为半煤岩巷掘进机。3）用于f＞6或研磨性较高的岩石巷道，称为岩巷掘进机。按照工作机构切削工作面分类：1）部分断面巷道掘进机其工作机构为一条悬臂和安装在悬臂上的截割头所组成，悬臂可以上下左右摆动，主要用于煤巷和半煤岩巷的掘进。2）全断面巷道掘进机全断面掘进机主要用于巷道全断面的一次钻削式成形，主要用于掘进岩石巷道，多用于涵洞和隧道的开凿。◆隧道掘进机械，一般分为两种：（1）臂式掘进机(Boom-typeRoadheader)；（2）全断面隧道掘进机，简称TBM。◆隧道掘进机(TunnelBoringMachine)，简称TBM，是利用回转刀具切削破岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械。◆臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种集切削岩石、自动行走、装载石碴等多种功能为一体的高效联合作业机械。安全规定（1）掘进机必须装有只准以专用工具开、闭的电器控制开关，专用工具必须由专职司机保管。司机离开操作台时，必须断开掘进机上的电源开关。（2）在掘进机非操作侧，必须装有能紧急停止运转的按钮。（3）掘进机必须装有前照明灯和尾灯。（4）开动掘进机前，必须发出警报。只有在铲板前方和截割臂附近无人时，方可开动掘进机。（5）掘进机作业时，应使用内、外喷雾装置，内喷雾装置水压必须符合规定，无内喷雾装置，则必须使用外喷雾装置和除尘器。（6）掘进机停止工作和交班时，必须将掘进机切割头居中落地，并断开掘进机上的电源开关和磁力启动器的隔离开关。（7）检修掘进机时，严禁其他人员在截割臂和转载桥下方停留或作业。二、部分断面巷道掘进机由于部分断面巷道掘进机具有掘进速度快、生产效率高、适应性强、操作方便等优点，目前在煤矿上得到广泛的应用。2020/3/22602020/3/2261方法：开动截割头并摆动到工作面左下面，在伸缩液压缸7的作用下钻入煤壁，当截割头轴向推进500mm时，截割头的左右上下摆动式形成连续破碎的必不可少的重要条件。1.工作机构由于部分断面巷道掘进机具有掘进速度快、生产效率高、适应性强、操作方便等优点，目前在煤矿上得到广泛的应用。2.装载与转运机构ELMB巷道掘进机蟹爪式装载机构与中间刮板输送机组成掘进机的装运机构。两个蟹爪的运动相位差为180°，因此，两个蟹爪交替扒取煤岩，使装载工作连续进行。3.行走机构ELMB型巷道掘进机采用履带行走机构。4.液压机构ELMB型巷道掘进机除截割头为电动机单独驱动外，其余部分均为液压传动。ELMB型巷道掘进机液压系统共设四个回路，即装运回路、行走回路、工作机构及铲煤板回路和转载及起重回路。5.除尘装置设有内喷雾、外喷雾和冷却―引射喷雾三部分：（1）水→水门→液压系统冷却器→水冷电动机→引射喷雾器；（2）水→水门→三通→节流阀→外喷雾装置；（3）水→水门→三通→工作臂→内喷雾装置。三、全断面巷道掘进机全断面掘进机是一种全断面岩石掘进机械，主要用于水利工程、铁路隧道、城市地下交通和矿山等部门。（一）全断面巷道掘进机的工作原理岩石掘进机一般采用盘形滚刀破岩，在驱动刀盘运动时，安装在刀盘心轴上的盘形滚刀沿岩壁表面滚动，液压缸将刀盘压向岩壁，从而使滚刀刃面将岩石压碎而切入岩体中。（二）全断面巷道掘进机的结构1.刀盘2.刀盘的传动系统3.行走机构