王村斜井煤矿0.45Mta新井设计含5张CAD图-采区工程.zip
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王村斜井煤矿0.45Mta新井设计含5张CAD图-采区工程.zip,斜井,煤矿,0.45,Mta,设计,CAD,采区,工程
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岩巷综掘设备的现状及其发展趋势摘要：针对目前煤矿岩巷掘进机械化程度不高造成的岩巷掘进速度停留在比较低的水平使采掘接续普遍紧张这一情况，着重研究岩巷综掘设备掘进机的现状并列举国内外主要的一些岩巷综掘设备分析国内外具有代表性掘进机的技术参数的各部件的性能参数，以及总综掘设备未来的主要发展方向。关键词：岩巷，综掘设备，掘进机，现状，发展方向1 绪论1.1 引言我国是一个以煤为主要能源的国家，在一次能源的总资源量中，煤炭资源约占90%，在一次能源的生产和消费构成中，煤炭所占比例长期保持在75%左右，尽管20世纪90年代大力进行了能源结构的调整，2000年煤炭生产和消费在一次能源中所占比重仍分别达67.2%和67%。从我国拥有及可能利用的能源资源类别来看，以煤为主的能源格局长期内不会有根本的改变，煤矿开采的规模还会很大。随着我国社会的发展，特别是基础设施的建设，大型机械设备的需求越来越迫切。近年来，在某些工程中尽管引进了一些这样的设备，但与我们国家的发展规模和发展速度相比还是很不相称的。尤其是我们郭嘉机械工业基础厚实，以前由于缺乏市场机制，发展受到一定的限制。改革开放以来随着我国市场机制的简历和进一步完善，在这些领域有所突破和发展，是我国中兴工业面临的机遇和挑战。因此，要保证国民经济和煤炭工业持续、稳定、健康发展，建设高产高效矿井，提高采掘机械水平，是我国煤矿发展的必由之路。综合机械化采煤在条件适宜时，具有高产高效、成本低、经济效益显著的特点。近年来，随着煤炭科学技术的发展，高产高效矿井数量大大增加，部分矿井经技术改造，通过进行综合机械化装备，矿井的年产量有了很大的提高。但由于综合机械化采煤开采强度大、生产集中、推进速度快，采煤工作面推进速度提高到150250m/月,甚至更高,而岩巷掘进速度却一直停留在较低的水平,使采掘接续普遍紧张，主要是由于目前可以用于全岩石巷道掘进的掘进设备、技术满足不了煤矿岩巷掘进的需求。为了解决这一问题，巷道掘进和采煤工作面的准备工作也必须相应加快。因此，打眼放炮、机械装载的方法已经满足不了要求。为了加快岩石巷道掘进速度。采用掘进机法施工是一项有效措施。掘进机械能够同时完成破落煤岩。装煤运输、喷雾灭尘和调动行走等工作，实现工作面的综合机械化综掘。与传统的钻爆法掘进巷道相比，它具有许多有点：（1）巷道掘进速度平均可提高11.5倍，功效平均提高12倍，进尺成本降低30%50%，快速掘进巷道有利于及时查明采区的地质条件，正确部署采煤工作面的准备和接替工作面。（2）能够保证巷道的稳定性。因为使用掘进机时，巷道的围岩不受爆破的破坏，有利于巷道的支护。 （3）减少岩石冒顶和瓦斯突出的危险，大大提高了生产的安全性。 （4）减少了煤或岩石的超挖量以及支护作业的充填工作量，减少不必要的工程量。 （5）改善了劳动条件，减少笨重的体力劳动。 现阶段用于岩石巷道的掘进机有全断面岩石掘进机和悬臂式掘进机，全断面岩石掘进机在水利水电隧洞。城市地下工程、河海地下隧洞及矿山、山区铁路隧道工程施工中，由于速度快，施工质量、经济安全等特点，因此被广泛从事此类工程的承包商所青睐。在国外，使用全断面岩石掘进机掘进岩石巷道的施工已经很普遍，但全断面岩石掘进机具有大型化、组装困难、制造成本高的特点不适应煤矿井下岩石巷道掘进长度距离短、巷道截面小的巷道。而现在用于煤矿井下岩石巷道掘进的是悬臂式综掘机。1.2 岩石掘进机的研究现状悬臂式掘进机是实现连续破岩、装岩、运输、临时支护、喷雾防尘等工序的一种联合机组。近代掘进机技术的最大特点是广泛使用电子、信息、遥测、遥控扽搞搞新技术对全部作业进行制导和监控，使掘进机始终处于最佳状态。1国外掘进机的发展状况早在20世纪30年代，德国、苏联、英国、美国等就开始了煤矿巷道掘进机的研制，但巷道掘进机得到较广泛工业性应用还是在第二次世界大战之后。1948年，匈牙利开始研制F系列每行掘进机，当时是为了适应房柱式开采的需要。1949年匈牙利生产的F2型掘进机是世界上第一台悬臂式掘进机，不过当时还未能实现悬臂式掘进机的全部主要功能。1951年匈牙利研制了采用履带行走机构的F4型悬臂式掘进机，这种机型采用横轴截割方式和调动灵活的履带行走机构外，还采用了铲板和星轮装载机构，并采用了刮板输送机转运物料。F4型悬臂式掘进机已经具备了现代悬臂式掘进机的雏形。F系列掘进机是目前悬臂式横轴掘进机的原始机型。1971年奥地利ALPINE公司在匈牙利F系列掘进机的基础上，研制了AM50型掘进机，并在此基础上逐步形成了AM系列掘进机。1972年德国引进AM50型掘进机在半煤岩巷中使用，在此基础上，EICKHOFF公司自行研制成功了WAV170和WAV200型掘进机，并在此基础上发展为WAV系列型掘进机。F系列、AM系列和WAV系列掘进机均采用横轴截割机构。1956年苏联生产了首台IIK3型纵轴悬臂式掘进机，在8m断面下煤巷中使用。IIK3型掘进机是目前纵轴悬臂式掘进机的雏形。19620年1964年，英国从苏联引进了IIK3型掘进机进行工业性试验，同时开始了悬臂式掘进机的研制。1963年DOSCO公司在IIK3型掘进机基础上，通过改变截割头截齿排列和更换电气系统，研制成了MKII型和MKIIA型掘进机，并逐步发展称为DOSCO系列掘进机，具有代表性的机型为用于岩巷掘进的MK3型。1968年德国EICKHOFF公司在引进DOSCO掘进机基础上研制开发出了EV100型掘进机。后来德国PAURAT公司又研制出了ET系列掘进机，使纵轴式掘进机逐步形成系列化。1966年，日本三井三池机械制造公司在三联IIK3型和英国DOSCO掘进机的基础上，研制成功了S系列掘进机。到20世纪70年代后期，S系列掘进机已逐步形成系列化。经过半个多世纪的发展，目前，国外掘进机主要生产国，即英、德、俄罗斯、奥地利、日本等国所生产的掘进机已被广泛用于硬度低于f=8半煤岩巷道掘进，并扩大到岩巷。重型机不移位截割断面达3542m，多数机型能在纵向16，横向8的斜坡上可靠工作，截割功率在132350kw，机重在50120t，切割岩石硬度f=12。部分机型截割速度已降至1m/s以下，牵引速度采用负载反馈调节，以适应不同岩石硬度；一些机型除设有后支撑外，还在履带前后安装了卡爪式液压扎脚机构，以便在切割岩石时锚固定位。机电一体化已成为掘进机发展趋势，新推出的掘进机可以实现掘进方向和断面监控，电动机功率自动调节、离机遥控操作及工况监测和故障诊断，部分掘进机实现PLC控制，实现回路循环检测。2国内掘进机的发展状况我国悬臂式掘进机的发展大体分为三个阶段。第一阶段是20世纪60年代初期到70年代末。这一阶段主要是以引进国外掘进机为主，在引进的同时，我国的技术人员开始尝试进行消化吸收，但研究水平较低，主要以切割煤的轻型机为主，以当时太原煤研所研制的反帝型、反帝型和反修型为代表，形成我国第一代掘进机。尽管如此，这一时期的尝试也为我国悬臂式掘进机的第二阶段发展打下了良好的技术基础。这一时期产品的主要特点是重量轻、体积小、截割能力弱、技术含量偏低，只适用于煤巷掘进。第二阶段是20世纪70年代末到90年代初，为消化吸收阶段，这一阶段我国分别从英国、奥地利、日本、苏联、美国、德国、匈牙利等国引进了16种、近200台掘进设备，对于我国煤矿使用掘进机祈祷了推动作用。在此期间，我国与国外合作生产了几种悬臂式掘进机并逐步实现了国产化，同时由煤科总院太原分院研制的EM130型，EL90型和EL110型掘进机分别在佳木斯煤机厂和淮南煤机厂投入小批量生产。在煤矿采掘设备“一条龙”项目引进中，又引进了奥地利阿尔卑尼公司的AM50、日本三井三池公司的S10041型掘进机制造技术和先进的加工设备，使我国形成了批量生产掘进机的能力，基本上结束了中、小型掘进机依赖进口的局面。这一期间我国悬臂式掘进机的主要特点是可靠性大幅度提高已能适应我国煤矿的巷道掘进，中型掘进机型号日趋齐全。第三阶段是20世纪90年代初至今，为自主研发阶段。这一阶段中型悬臂式掘进机发展日趋成熟，重型掘进机大批出现，悬臂式掘进机的设计与加工制造水平已相当先进，并且具备了根据矿井条件实现个性化设计的能力。这一时期形成了多个系列的产品，主要有煤科总院太原分院研制的EBJ（Z）系列，佳木斯煤机厂生产的S系列、煤科总院上海分院设计的EBJ系列等型号掘进机。我国的悬臂式掘进机发展主要受到英国DOSCO。日本三井三池S系列掘进机的影响，目前主要以纵轴悬臂式为主。同时，由于吸收了奥地利AM系列掘进机的特点，也有部分掘进机设计为横轴截割方式。后续将列出主要的机型及其技术参数。1.3 掘进机的发展趋势1.向重型化方向发展从目前国内掘进机发展趋势来看,具有广阔的发展前景,在我国除用于煤矿巷道掘进外, 掘进机正进入铁路、 城市地铁隧道的掘进以及公路建设等行业。这就需要掘进机不仅能截割煤,也能够截割岩石, 并且是全岩的巷道。为了真正能截割全岩,在破岩方法和效率、减振、防尘以及运输上考虑解决方案, 其目的是提高掘进效率实现截割全岩,三一重型装备有限公司生产的EBZ200H型掘进机已经实现了这一功能。为了截割岩石首先需要有较大的截割力,这样就必然要增加截割电机的功率,电机的功率增加其外形尺寸也会相应加大,这样会使整个掘进机的外形及机体重量增加。掘进机机体重量增加后, 在截割岩石时会有更好的稳定性,机体的重力会平衡掉截割力。随着高产高效矿井建设需要, 重型掘进机必然成为矿山的主力机型,市场前景更为看好。2.矮、窄机身中型掘进机目前在煤矿实际使用的掘进机型号中,功率适中的中型掘进机占据着主导地位,如EBZ160、EBZ132等,这一系列的掘进机技术已经趋于成熟。但是随着我国煤炭采掘业的不断发展,中厚煤层将逐步减少,煤矿巷道必然趋于薄煤层、半煤岩巷道,如山东、贵州、四川、河南等地。因此,有一定的破岩能力,机身矮或窄、功率大的机型会成为今后市场主要机型。三一重型装备有限公司在EBZ160掘进机拓展研发生产的EBZ160紧凑型掘进机机身高度只有1.62m,该设备已经在平顶山矿务局成功地使用。另外还有在 EBZ132掘进机拓展研发的窄机身掘进机,针对我国西南地区特殊的地质条件提供了完全的解决方案,在四川各大煤矿得到了广泛的应用。3.辅助功能多的机型、主辅机一体化据统计,在目前巷道掘进工作中,巷道支护占用40 % 50 %的掘进作业时间。为了提高掘进速度,应根据巷道支护的要求, 在掘进机上装备锚杆钻机, 超前临时支护等装置, 以提高工作效率。目前以掘锚一体化、 掘钻一体化为主, 在破碎顶板的情况下,还产生了机载超前临时支护的掘护一体化的需求。另外,除了增加支护设备以外, 还有在掘进机上搭载湿式除尘系统或其他除尘方式的趋势,这是改善作业环境, 清除肺矽病途径之一, 这种利用负压空气除尘的系统已经在 EBZ200H掘进机上成功地应用,大大地改善了现场人员的工作环境。4.通过综合、成套技术提供整体解决方案生产力的提高、技术进步及其复杂程度的增加,为综合成套技术设备提供了客观上的需求及可能性。目前,巷道掘进正由传统意义上的掘、装、运机械化转向现代意义的掘、装、运、支护机械化及自动化、智能化。各单项技术、现代控制技术、计算机技术及设计手段的发展,已为现代意义综合掘进提供了充分的技术累积。从技术层面看,现阶段正处于掘、装、运与支护及遥控的整合阶段。掘进机的自动控制及远程遥控的最终目标是实现井下自动化无人值守机掘工作面。与发达国家相比,我国综掘设备在遥控及自动控制方面还有相当的差距,令人感到欣喜的是近年来国内厂商对此普遍较重视,或是积极进行试验,或是在设备上留有升级接口。通过无线与有线2种方式来实现掘进机的遥控。除了遥控外,还有一些智能化技术,比如截割头轨迹设定与红外线定位系统,这一技术如果得到应用,则可以实现无人值守的掘进工作面。5.向系列化、标准化、模块化方向发展我国煤炭资源分布广,煤层赋存条件千差万别,掘进机的机型设计在突出重点的前提下,还必须坚持多元化、系列化原则,才能更好地满足市场需求并推动煤矿掘进机械化的全面发展。整机采用模块化适应不同条件和要求,配件标准化利于检修更换,同时在结构设计上应考虑降低工人在井下安装时的劳动强度。6.其他特殊需求除了以上提及的几个方面以外,还有一些特殊的要求,比如,正常掘进机的工作坡度国家标准中规定为18,而有些煤矿的巷道坡度达到-25,针对这一特殊情况,三一重型装备有限公司开发了大坡度掘进机,来满足特殊的地质条件。另外, 还有一些融入了人性化和工业造型化的设计,使掘进机操作、维护更加方便简捷。2 岩巷综掘机装备概述2.1 概述近年来，我国许多煤矿由于矿井延伸和不断改扩建，导致矿井开拓掘进量不断增加，特别是采区衔接、水平接替的开拓延伸巷道，开拓工作量特别大，但装备水平多年来却提高不大，掘进进尺与功效维持在一个较低的水平，一直没有大的突破。为提高巷道单进水平，特别是岩巷工作面的掘进进度，近年来，国内外对于岩巷综掘装备的研发都有了很大的进步，很多岩巷综掘机也相继问世。在这里主要介绍一下佳木斯煤矿机械有限公司生产的EBZ300型综掘机，其他国内外的主要岩巷掘进机的主要技术参数将在下一章节列出。1.Z300掘进机是佳煤机2007年退出的悬臂式超重型硬岩掘进机。整机是充分借鉴日本掘进机技术，具有结构紧凑、性能可靠、功能齐全等特点。同时溶入德国、英国、奥地利等国际先进的掘进机设计理念、使佳煤机的掘进设计日趋成熟。在掘进机的功能和配置上，结合我国的煤矿地质特点，不断生产出具有国际先进水平的，满足用户需求的，适用型，功能型的系列掘进机。2.EBZ300掘进机设计目标充分借鉴国际先进技术，使整机设计水平达到当代国际先进水平；整机具有可靠性、先进性、适用性、互换性等特点；针对全岩、硬岩的采准巷道，提高综掘机械化程度，提高进尺能力，为大型，标准化矿井提供先进的掘进设备。3.设计公关目标（1）大功率、大机重、元部件高可靠性；（2）高性能的借个头顶研发及工艺攻关；（3）液压、电气系统减震防松，提高液压和电气元件的使用寿命；（4）电、液联合，实现液压系统的冷却和油温控制；（5）高压内喷雾加强制的外喷雾系统，控制巷道粉尘浓度；（6）高效可靠的几种润滑系统的研制；4.技术创新（1）截割功率300KW，总装机功率432KW，大机重102吨，为提高破岩能力做了基础准备，可谓“强身壮体”，但要真正提高破岩能力，截割头是关键，通过计算机三维仿真动态模拟截齿切割路线，合理设计截齿的排列和安装角度，同时研究先进、可行的工艺保证设计的实施，使截割功率有效发挥，同时延长截齿使用寿命。（2）通过液控先岛阀，实现各种动作的先导控制，压力切断、负载敏感伺服系统，使动作更灵敏、定位更精确，从而提高液压元件的使用寿命。（3）电控系统通过传感器，实现水电闭锁、油温液位控制、各种保护功能等。与国外同类机型的参数对比见表2-1表2-1 EBZ300与国外同类机型的参数对比型号单位佳煤机WRITHWRITHWRITHDOSCODOSCO奥钢联奥钢联EBZ300T2.11T2.24T3.20LH1400MK3ATM105AHM105机长m12.251312.316.611.113.7518.217.2宽度m3.63.0553.143.64.73.453.644.563.55机高m2.03.382.383.941.9552.54.83.2机重t10283821206085135120截高m5.274.557.694.67266.65.8截宽m676.38.967.277.29.18.5抗压强度Mpa120120120150130130120120接地比压Mpa0.1980.230.2截割功率kw300150/300300300250250300300截割头转速r/min428484行走速度m/min06.506.45011.6017.62.89.61.85.4015015泵站功率Kw132168157150150供电电压V1140100012001140装机总功率kw4474234104444184075555552.2 EBZ300掘进机总体及组成部分EBZ300掘进机，集成了国际先进技术，能够实现连续切割、装载、运输作业，整机具有以下特点：1.整机配置高，技术先进、可靠性好、重心低、机器稳定性好；截割部不缩，采用国际上最先进的轴承与截齿等，破岩能力强；2.内喷雾采用专利技术，截齿后喷雾、内漏检测自排；进口格来圈密封双位调换和配有支撑环，延长格来圈密使用寿命；3.铲板镜面双向大倾角，马达直接驱动星轮，利于装料和清底；4.中间运输机平直机构，与铲板构成四联杆滑移，铲板抬起或卧底时第一运输机双链长度变化非常小；龙门高、运输通畅，采用边双链结构、高强度耐磨钢板、提高溜槽及刮板使用寿命；5.本体采用厚板箱型结构焊接，坚固可靠；6.行走驱动采用进口马达与减速器高度集成，驱动力大，性能可靠；7.液压系统恒功率，压力切断、负载敏感控制功能；8.电气系统技术先进，采用模块化设计，操作箱具有液晶汉字动态显示故障自诊断及记忆功能。2.2.1 EBZ300掘进机的构成 2.2.2 EBZ300掘进机设计参数1.整体参数表2-2 EBZ300整体技术参数项目单位规格型号EBZ300机体总长m12.25机身高m2.0一运高M2.0铲板高m3.2/3.6履带外宽M2.64机体重T102截割宽度M6.0截割高度M5.2截割面积m30爬坡能力18最小转弯半径M8地隙mm215截割头卧底深度mm240铲板卧底深度mm200铲板抬升高度mm350龙门高度mm500截割硬度MPa120接地比压MPa0.198系统压力MPa25总功率Kw447供电电压V11402.截割部参数截割头形状：球锥台形；截割轴形式：纵轴式；截齿数量：33把；截割头转速：42r/min；截割功率：300kw；喷雾：内外喷雾方式特点：截割头体与截齿的齿靴充分接触，保焊接强度；增强导料板、尾部的耐磨性； 截齿采用瑞典山特维克公司高效率、长寿命的38毫米镐形截齿、锥凿式合金头、齿靴和齿套； 减速机采用重量轻、结构紧凑的两级星减速器，提供稳定的动力；减速机与电动机通过高清度螺栓连接； 优化内喷雾系统结构、提高密封可靠性，采用自主专利内喷雾结构，密封更可靠、维修方便。采用格莱圈、O型圈和支撑环共同组合密封，保证内喷雾系统的可靠性。从而达到长时间灭尘，改善操作者工作环境。 关键配套采用高质量进口件，如HDDF旋转密封、SKF轴承、宝色霞板格莱圈等，提高动力运转的可靠性。HDDF SKF轴承3.铲板部参数装载形式：弧形三齿星轮式；装载宽度：3.2/3.6m,星轮转数：33rpm/min；装载能力：240m/h；星轮马达：低速大扭矩液压马达。结构组成： 特点：采用厚钢板简洁结构制造的铲板更加坚固耐用；采用两台瑞典赫格隆马达为装载星轮提供可靠有力的动力；铲板两侧的大角度设计更有利于货物的装载。 设计要点主体主体结构上借鉴国内外掘进机的结构特点，并进行充分验证，以保证设计方案的可行性；主体材料采用45#钢，着地断采用K400耐磨板，整体板厚增加，提高整体强度、耐磨性； 主侧板连接采用台阶式销及高强度螺栓连接，防止主侧铲板因长期使用而产生的纵向窜动。铲板部整体吊装采用可伸缩式吊装销轴，结构简单，方便整机吊装。铲板部设计两种铲板宽度，方便用户选择。 驱动装置驱动装置采用世界最先进的“贵族马达”赫德隆马达。特点:High power capacity 大功率High power/weight ratio 高能重比Insensitive to shock loads 耐震动Adaptable mounting 可变结构4.第一运输机参数形式：边双链刮板式；溜槽尺寸：0.600.41m；链速：64m/s；运输能力：280m/h；原动机：低速大扭矩液压马达；张紧形式：弹簧、丝杠张紧。特点：运输机溜槽底板采用整体20mm厚高耐磨钢板制成，提高溜槽的耐磨性及强度；圆环链规格增加至2286，提高刮板输送机链条的抗拉强度；采用一台瑞典赫格隆马达驱动。为提高溜槽及刮板使用寿命、保证运输流畅，本次采用边双链运输形式，底板采用直线形式；在材料的选择上，刮板使用由35SiMn加工而成的强力刮板，溜槽选用K400以增加耐磨性能；为使链节环松紧适度及运输机更好地被使用，故在后溜槽处使用张紧油缸加弹簧缓冲的结构，对松紧程度进行调整。 第一运输机张紧装置剖面图5.行走部参数形式：整体履带板、滑动行走；履带宽度：620mm；制动方式：一体式多片制动器（减速机内置）；行走速度：06.5m/min；张紧形式：油缸张紧，卡板锁定。特点：采用高度集成的德国力士乐减速器及马达，性能可靠，为掘进机行走提供强大动力；箱式结构履带架、整体履带板及滑动式行走、卡板式张紧锁定。6.液压系统参数系统压力：25MPa；邮箱容量：1100L；换向阀六联换向阀四联换向阀；油冷却器。进口液压元器件所组成的液压系统具有恒功率、压力切断、负载敏感控制功能；增加最新研制的内置冷却器，提高液压油的冷却效果；对邮箱油温、油位进行动态监控并可以实现整机的自动保护。7.电气部分参数额定电流：277A；额定频率：50Hz；额定电压：AC1140；额定功率：450KW。特点：主要电气元器件全部采用进口件，质量可靠，性能稳定；采用模块化设计，操作箱具有液晶汉字动态显示、故障自诊断及记忆功能；采用具有自主开发的掘进机保护、故障显示、扩展功能显示及控制等功能的软件系统。2.3 进口MK3岩巷综掘机应用实践2.3.1 MK3岩巷综掘机的技术参数MK3岩巷综掘机，为英国多斯科（DOSCO）生产的进口全岩掘进机，主要技术参数见下表2-3：表2-3 MK3掘进机主要技术参数项目单位规格型号MK3断面m34经济截割硬度MPa130机重t128机身高度m2.9前铲板宽度m2.8/3.5履带两侧宽度m2.6履带宽度mm720离地间隙mm335总功率kw555截割功率kw300适应坡度18外形尺寸（长宽高）m13.752.812.5最大切割宽度m7.440最大切割高度M5.223行走速度m/min2.099接地压强MPa0.157供电电压V1140生产国家英国2.3.2 说明书适应条件由上述有关技术参数，并经简单分析可知，MK3岩巷综掘机适应于巷道宽度5.2m以上，断面积2036m2之间；岩石硬度系数F13以下，经济值F10左右；断层少、揭煤少、地质构造相对简单的区域；排矸系统畅、能力大，能充分发挥设备效能。经有关部门论证，确定在集团公司潘二矿南翼胶带机石门使用。2.3.3 南翼胶带机石门施工条件1工程概况：南一采区胶带机石门总工程量为1521.174m，平巷段4坡度。2巷道形状和断面尺寸：5.13.95m2。3支护方式支护材料及规格尺寸、参数：锚网喷段：钢筋网采用620001000mm，网孔150150，搭接长度100，喷C20砼，厚度100。架棚段：采用29U型棚、棚距600，梁腿搭接500，钢筋网背板为：106mm、规格1300550mm，网孔10050，拉杆采用7061600等边角钢，每棚4道。第一，临时支护：架棚巷道采用前探梁作为临时支护，锚网支护巷道采用带帽单体支柱作为临时支护。第二，临时支护与永久支护、永久支护与迎头最大和最小距离：架棚巷道永久支护紧跟到迎头，临时支护最大控顶距1.3米，最小控顶距0.1米；锚网巷道永久支护紧跟到迎头，临时支护最大控顶距1.4米、最小控顶距0米。4掘进方式：综掘多循环作业制。采用分层切割掘进，先切割上分层高度为2.5m，在岩性稳定段第一刀切割进度为1.4m，随后在拱部打两排锚杆，每排7根共14根锚杆进行挂网支护，之后再切割下分层，第一循环完成后。再按同样方法进行第二刀，第三刀循环切割支护施工。待第三循环完成后，将综掘机后退，并进行两帮锚网支护，左帮锚网支护到拱基线，右帮锚网支护到底，喷浆滞后迎头不超过35m，左帮拱基线以下的锚网支护与喷浆平行作业。若围岩松软，循环切割进度为1.4m，全断面锚网支护到底。过煤段每循环切割进度为1.2m，采用架29U型棚喷浆支护。5设备一览表表2-4 设备一览表设备名称型号数量用途掘进机MK31台切割煤岩、出货风锤YT-286部打眼锚杆机MQT-85J22台打锚杆（索）眼激光指向仪JZY-61台指向锚杆拉力计ML-201台拉力实验耙矸机P-60B/0.9m1台出货喷浆机转52台喷浆风泵按需排水皮带机SSJ-80/275KW1部出货绞车JD-40KW1部打料出货矿车1.5t按需打料出货6工艺流程（1）掘进工艺：第一是架棚：掘进机切割（出渣）找净帮顶活煤危岩前移前探梁上梁背顶挖柱窝栽腿子背帮整理质量搞好文明生产。第二是锚喷：掘进机切割上分层（出渣）找净帮顶活煤危岩打临时单体支柱打眼安装顶部锚杆挂网掘进机切割下分层（出渣）打帮部锚杆挂网护帮-整理质量搞好文明生产。（2）施工工艺流程及说明：第一是架棚支护：交接班安检延接皮带机开机检查切割掘进机出渣输送机出渣敲帮问顶推移前探梁背紧背牢上梁背顶挖柱窝栽腿子背帮安全质量检查整理文明生产质量验收第二是锚杆支护：交接班安检延接皮带机标定中心-开机检查切割掘进机出货输送机出货敲帮问顶打临时单体支护标定眼位钻眼挂网安装锚杆安全质量检查-整理文明生产质量验收。（3）切割说明：第一是司机操纵掘进机，在掘进机前进的同时，依靠截割臂的摆动和切割头的旋转破岩（煤），所破落岩（煤）经环行刮板机运输机转载，掘进机搭皮带机运输，掘进机切割一个循环后，停机进行打锚杆或架棚支护。第二是切割时先横向切割底部，然后在巷道中下部进刀，顺时针切割，而后刷帮，打扫使巷道成型。7劳动组织及循环作业图表：表2-5 劳动组织及循环作业图表工种出勤人数工作时间/min综掘机司机2226150机电维护工222660推车工66618240皮带机司机2226180绞车司机1113180支护工44412240班组长2226480其他2226180工作制度：“三八”作业制。综掘施工循环方式：圆班3循环。2.3.4 MK3岩巷综掘机使用效果2006年6月6日机组组件运抵潘二综机厂房，6月7日开始，配合多斯科公司对MK3掘进机进行组装调试，于10月2日在潘二矿南翼胶带机巷试生产，在施工期间受施工抽排钻场以及设备自身机械故障影响，至10月30日累计切割时间约61小时，共进尺49.3m，正常日进尺3.6m、最高日进尺4.8m。11月份128m、12月份124m。进入2007年由于迎头岩性变硬，停止使用，调往其它矿井使用。2.3.5 存在问题1设备本身存在问题：（1）切割头螺丝松动、切割电机绝缘低，更换油管、油封、换升降；（2）卧底量150mm偏小，施工柱窝和水沟困难；（3）说明书中，该机最大切割硬度达130MPa，但实际上切割硬度达f=7.2时（理工大试验数据），该机组即会出现震动较大；液压系统故障较多：跑冒滴漏严重，管路炸裂，密封损坏等；截割齿消耗量大；截割速度太慢，3小时进尺0.5m，产生火花，粉尘大；（4）水平切割时，切割头有自动上升现象；（5）刮板链涨紧机构设计不合理，调整和更换太复杂；（6）配件供应不及时，周期长，影响生产；（7）刮板输送机电机与减速箱支撑托板变形，2颗M30120螺栓被切断，设计上存在缺陷。2系统问题：系统能力不足。3地质条件影响：巷道多次穿煤，岩性硬度较大。3 国内外岩巷综掘机型号及其技术参数3.1 国内主要岩巷综掘机型号及其技术参数3.1.1 三一重装集团EBZ系列表3-1 EBZ318H型岩巷掘进机技术参数定位截割高度m3.65.42定位截割宽度m4.46.78操作控制手动和无线遥控爬坡能力18最大/经济截割岩石单向抗压强度MPa120/90掘进机适合巷道性质煤巷、半煤巷、全岩巷掘进卧底深度mm238截割电机功率kw318截割头转速r/min30.6装载形式五星齿轮运输机形式边双链刮板式运输机链速m/min66最大不可拆卸尺寸（长宽高）m3.31.481.674.30.780.62.31.81.1行走速度m/min06.6星轮转速r/min33装载能力m/min4.0油箱容积L1200外形尺寸长m12.8宽铲板宽3.8、履带两侧宽2.93高机身高2.25、切割头水平放置最高点高度2.8整机重量t120供电电压V1140油泵电机功率kw200额定输出功率kw589供水PH值6-8要求井下供水压MPa3-8需/最小冷却水量L/min120/30机身地隙mm290最大不可拆重量kg10800履带宽度mm720液压泵ml/r260/260/60对地压强MPa0.18电气控制进口专用控制器表3-2 EBZ260H型岩巷掘进机定位截割高度拱形巷道m3.35矩形巷道配除尘器3.35不配除尘器2.75定位截割宽度配宽3.6m铲板m4.26.2配宽3m铲板3.66.2配宽3.2m铲板3.86.2操作控制手动和无线遥控爬坡能力18最大/经济截割岩石单向抗压强度MPa110/90掘进机适合巷道性质煤巷、半煤巷、全岩巷掘进卧底深度mm225截割电机功率kw260/200截割头转速rpm55/27装载形式五星齿轮运输机形式边双链刮板式运输机链速m/min60最大不可拆卸尺寸（长宽高）m3.681.391.474.420.780.62.361.80.92行走速度m/min06.5星轮转速rpm30装载能力m/min4.0油箱容积L600外形尺寸长m11.7宽铲板宽3.6（窄铲板3.2、3）、履带两侧宽2.7、机身2.65高机身高2、切割头水平放置最高点高度2.47、切割头落地时机器最高点高度2.09整机重量t85（含二运、除尘系统）供电电压V1140油泵电机功率kw132额定输出功率kw447供水PH值6-8要求井下供水压MPa3-8需/最小冷却水量L/min120/30机身地隙mm255最大不可拆重量kg8244履带宽度mm650液压泵ml/r190/145/100对地压强MPa0.168电气控制进口专用控制器表3-3 EBZ200H二代岩巷掘进机定位截割高度拱形巷道m3.34.8矩形巷道配除尘器3.34.8不配除尘器2.64.8定位截割宽度配宽3.6m铲板m4.26配宽3m铲板3.66配宽3.2m铲板3.86操作控制手动和无线遥控爬坡能力18最大/经济截割岩石单向抗压强度MPa100/80掘进机适合巷道性质煤巷、半煤巷、全岩巷掘进卧底深度mm200截割电机功率kw200/150截割头转速r/min46/23装载形式五星齿轮运输机形式边双链刮板式运输机链速m/min60最大不可拆卸尺寸（长宽高）m3.681.391.474.420.780.62.361.80.95行走速度m/min06.5星轮转速rpm33装载能力m/min4.0油箱容积L600外形尺寸长m11.5宽铲板宽3.6（窄铲板3.2、3）、履带两侧宽2.7、机身2.7高机身高2、切割头水平放置最高点高度2.43、切割头落地时机器最高点高度2.05整机重量t83（含二运、除尘系统）供电电压V1140油泵电机功率kw132额定输出功率kw387供水PH值6-8要求井下供水压MPa3-8需/最小冷却水量L/min120/30机身地隙mm255最大不可拆重量kg8244履带宽度mm650液压泵ml/r190/145/100对地压强MPa0.16电气控制进口专用控制器3.1.2 石家庄煤矿机械有限公司EBH系列EBZ系列岩石掘进机石集截割、装运和行走于一体的综合掘进设备，用于截割任意断面的行下巷道，也可在公路、铁路、水利等隧道施工工程中使用。主要特点：1.采用国家“863”关键技术。2.采用电机和液压混合传动，机身矮，结构紧凑，操作方便，可靠，运转平稳。3.液压系统采用变量泵系统，效率高，发热少，节能环保。4.配有内喷雾及外喷雾装置，可有效抑制截割时产生的粉尘。5.主要液压件采用进口件，性能稳定，效率高。6.采用独特的分装分运系统，降低了装运机构的故障率，改善了装运效果，提高了装运能力。7.采用圆锥台型截割头，单刀力大，截齿布置合理，破岩过断层能力强，切割震动小，工作稳定性好。8.截割臂回转、升降可实现联动，能进行弧形截割。9.附带液压锚杆钻机驱动装置（接口），可同时带动两台液压锚杆钻机进行锚杆支护作业。表3-4 EBH300(A)岩巷掘进机技术参数型号单位EBH300(A)机重(t)t125外形（长宽高）mm1228032002450装机总功率Kw635泵站功率Kw150截割功率Kw300截割头转速rpm20伸缩长度mm650最大掘进高度mm5800最大定位掘进宽度mm8800截割岩强度MPa130履带行走速度m/min08履带板宽mm720接地比压MPa0.22装载形式独立星轮电压V1140适应巷道坡度18锚杆机切换装置无支撑油缸无超前支护无最大解体尺寸（长宽高）mm410013601130最大解体重量kg11900表3-5 EBH260(A)岩巷掘进机技术参数产品型号单位EBZ260(A)（加强）机重t95外形（长宽高）mm1172628002000总功率Kw517泵站功率Kw150截割功率Kw260/200截割头转速rpm48/24最大掘进高度mm5200最大定位掘进宽度mm6200截割岩强度MPa100履带行走速度m/min08履带板宽mm650接地比压MPa0.139装载形式独立星轮电压V1140适应巷道坡度18最大解体尺寸（长宽高）mm335414101528最大解体重量kg8880表3-6 EBH230(A)岩巷掘进机技术参数产品型号单位EBZ230(A)岩石掘进机机重t75外形（长宽高）mm1100027001885装机总功率Kw440泵站功率Kw150截割功率Kw230/150截割头转速rpm46/23伸缩长度mm无最大掘进高度mm4800最大定位掘进宽度mm6000截割岩强度MPa100履带行走速度m/min07履带板宽mm650接地比压MPa0.137装载形式独立星轮电压V1140适应巷道坡度18锚杆机切换装置无支撑油缸无超前支护无最大解体尺寸（长宽高）mm334014101610最大解体重量kg8352表3-7 EBH200(A)岩巷掘进机技术参数E产品型号单位EBZ200(A)岩石掘进机机重(t)68外形（长宽高）mm1100027001880装机总功率Kw362泵站功率Kw110截割功率Kw200/150截割头转速rpm46/23伸缩长度mm无最大掘进高度mm4850最大定位掘进宽度mm6000截割岩强度MPa100履带行走速度m/min07履带板宽mm650接地比压MPa0.152装载形式独立星轮电压V1140适应巷道坡度18锚杆机切换装置标配支撑油缸无超前支护无最大解体尺寸（长宽高）mm333014161610最大解体重量kg81503.1.3 煤科总院太原研究院EBH系列EBZ300TY硬岩掘进机是煤科总院太原研究院掘进机系列产品之一，代表当前国内外掘进设备发展趁势。该机为重型、大功率掘进机，经济截割硬度为f12，适用于煤矿中、大型断面半煤岩和全岩巷道掘进，也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。主要特点：1.截割硬度高，可经济截割硬度f12的岩石；2.负载感应液压系统，整机工作效率高；3.截割头转速低，功率大，并配备机载高效除尘系统，最大程度降低粉尘；4.采用集中润滑系统，维护工作量小；表3-8 EBZ300TY主要技术参数项目单位参数可经济切割硬度Pa120地隙mm300适应断面m21538最大切割高度（D）m6.0截割转速r/min27/53工作电压V1140泵站电机功率KW160总功率KW460铲板宽度（N）m4切割电机功率KW300接地比压MPa0.14机重t90行走速度m/min09外形尺寸(AMH)m13.52.53.2EBZ220TY型掘进机是煤炭科学研究总院太原分院在分析了国内外掘进设备发展趋势，汲取多种同类掘进机优点，积多年研制掘进机的经验，最新开发、设计、制造的一种重型悬臂式掘进机，是我国煤矿大、中型断面煤、半煤岩巷及岩巷掘进机械化理想的换代机型。1. 该机主要具有以下特点：2. 截割能力强，截割硬度90MPa；3. 首创导向链轮前移的新型高效装运铲板，装载效率大幅度提高；4. 采用负载感应变量液压系统，动力消耗更低，效率更高，更经济；5. 特质的高效螺旋喷嘴，雾化效果好，降尘率高；6. 关键润滑区域的集中润滑系统，降低了维护工作量，提高了设备可靠性；7. 电控箱采用快开门设计，并具有齐全的保护和故障诊断；8. 电气系统配有5.7寸大屏幕汉显显示屏，对掘进机关键零部件实时监控；9. 独特的消音、快开式护板设计，使机器检修更方便，工作噪音更低；10. 行走速度实现09m/min无极变速、对复杂地质条件的适应性好；表3-9 EBZ220TY主要技术参数项目单位参数可经济切割硬度Pa120地隙mm300适应断面m21538最大切割高度（D）m6.0截割转速r/min27/53工作电压V1140泵站电机功率KW160总功率KW460铲板宽度（N）m4切割电机功率KW300接地比压MPa0.14机重t90行走速度m/min09外形尺寸(AMH)m13.52.53.23.1.4 内蒙古北方重工业集团有限公司EBZ系列EBZ230型掘进机是公司为掘进机产品系列而自主开发设计的一种重型掘进机，整机具有以下特点：（1）设有提高机器稳定性的后支撑和侧支撑装置；（2）第一运输机由低速大扭矩液压马达直接驱动，减少了故障环节；运输机刮板链的涨紧采用弹簧与丝杠组合的装置；（3）行走部减速机由进口马达与行星减速机高度集成，驱动力大，性能可靠；履带涨紧采用油缸涨紧装置；（4）铲板星轮椅由低速大扭矩液压马达直接驱动，减少了故障环节；铲板平面为双向大倾角结构，得装料和清底；（5）本体为箱型结构，用厚钢板焊接而成，稳固可靠；（6）截割电机为水冷电机，有热敏保护；（7）截割部不伸缩、可靠性好、重心低，截割效率高、机器稳定性好，操作与维护方便，运行安全、可靠；（8）电气系统采用PLC可编程控制，模块化设计，具有液晶汉字动态显示故障自珍断及记忆功能；（9）液压系统采用恒功率、压力切断、负载敏感控制；（10）第一运输机采用平直结构，与铲板构成四连杆滑移，铲板抬起或卧底时第一运输机双链长度变化很小；龙门高、运输通畅，采用中双链结构、高强度耐磨钢板，提高了使用寿命表3-10 EBZ230主要技术参数名称单位规格适用范围适应巷道净断面(最大)26.4截割最大尺寸(宽高)m5.84.55截割岩石硬度MPa100最大工作坡度18一般特征外形尺寸(长(宽高)mm1100032001740总质量t70总功率kw362卧底深度mm255地隙mm250工作机构电动机功率kw230截割头转速r/min36截齿形式镐形截割形式纵轴式装运机构装运形式星轮、双边链刮板机装运能力m/min6.6行走机构最大功率kw242.5行走速度m/min06.3接地比压MPa0.15液压系统泵站驱动功率kw132总流量L/min540系统额定工作压力MPa25电控系统供电电压VAC1140防爆形式矿用隔爆型水系统喷雾冷却水压力MPa外喷雾3内喷雾46供水流量L/min100EBZ260型岩巷掘进机性能特点：（1）整机配置高，机器稳定可靠，内喷雾为截齿后喷雾，具有内漏检测功能；（2）铲板镜面双向大倾角，马达直接驱动星轮，利于装料和清底；（3）第一运输机为平直机构，龙门高，运输通畅，采用边双链结构，高强度耐磨钢板，使用寿命高；表3-11 EBZ260主要技术参数名称单位规格适用范围适应巷道净断面(最大)25截割最大尺寸(宽高)m5.74.5截割岩石硬度MPaf6(节理不发育)f10(节理发育)最大工作坡度18一般特征外形尺寸(长(宽高)mm1085032001820总质量t85总功率kw370卧底深度mm250地隙mm250工作机构电动机功率kw260截割头转速r/min37 截齿形式镐型截割形式纵轴式装运机构装运形式星轮、双边链刮板机装运能力m/min4.3行走机构最大功率kw235行走速度m/min06接地比压MPa0.19液压系统泵站驱动功率kw110总流量L/min540系统额定工作压力MPa25电控系统供电电压VAC1140防爆形式矿用隔爆型水系统喷雾冷却水压力MPa外喷雾3内喷雾38供水流量L/min801503.1.5 上海创立矿山设备有限公司EBZ315型掘进机本公司具有代表性的是EBZ315型掘进机，该掘进机定位于半煤岩巷及岩巷，其经济截割硬度可以达到f9，从以下几个方面来保证机组的高破岩能力：1. 整机的重量86t，且重心比同类机型要低，形成机组的高稳定性；2. 截割部为不伸缩式，通过减少活动环节来提高机组的破岩能力；3. 截齿选用世界上最好的冶金矿山用截齿，进一步提高破岩能力；4. 截割头外径尽可能小，提高单刀截割力；5. 关键元件采用完全进口高配置，比如阀、泵、马达、轴承、电气件等；6. 各件完全规范的加工和热处理文件执行，比如机架的去应力；7. 进口耐磨材料的选用，中间运输机刮板联有胶带运输兜；8. 传动件选用最合适的材料和合理的热处理来保证传动大的力驱动力；EBZ315机组的特点：1. 整机结构紧凑、机身矮、重心低、稳定性好、爬坡能力大；2. 整机刚性好、强度高、支撑跨距大、破岩能力强；3. 具有内、外喷雾灭尘系统，内外喷雾有漏水检测及保护功能；4. 液压、电气、轴承等元部件国际化配置，技术水平高、故障率低；5. 行走减速器与马达高度集成，支重轮与摩擦板结合运用，履带防侧滑；6. 铲板镜面具有双向倾向，利于装煤和清底；7. 中间运输机底板呈直线形状，龙门高、运输顺畅、溜槽及刮板寿命长；8. 具有液晶汉字动态显示功能，提示操作与维护；9. 电器综合保护功能高于国家标准；10. 液压系统具有恒功率、压力切断、负载敏感控制功能；11. 各部件拆装方便，利于运输；12. 袖珍型本安装操作箱，高度集成阀组，操作方便；EBZ315型掘进机技术特征参数见表2-12表3-12 EBZ315型掘进机主要技术参数项目单位规格项目单位规格外形尺寸m10.743.31.83液压电机kw132截割范围m5.0高5.83宽星轮转数r/min28总重t86装载能力m/min4.5卧底深度mm190一运链速m/min43爬坡能力18行走速度m/min05截割硬度MPa9油箱容量L850接地比压MPa0.17液压泵双联柱塞泵截割头转速r/min46液压系统压力MPa19截割电机kw315供电电压V AC11403.1.5 凯胜重工有限公司EBZ255型掘进机1.产品特点恒通牌EBZ255型掘进机系悬臂纵轴剥切式综掘机。凯胜重工有限公司集成国内外先进技术，自行研发制造的能实现连续切割硬岩，半煤岩的中重型掘进机。EBZ255型掘进机采用电机和液压混合传动方式，实现以负载需要来提供流量和压力，最大限度节省能耗，降低系统发热。第一输送机体前部与铲板采用插口铰接拆装方便，卸载部可以升降；边双链刮板，大溜槽（630mm），输送能力强（300m/h），装运效率高。履带张紧采用压力油缸伸缩来实现，彻底解决了因活塞杆长期暴露在外，造成锈蚀无法回缩所带来的履带张紧的难题。内外喷雾系统，可有效地抑制切割所产生的粉尘和火花，提高工作环境的安全性。EBZ255型悬臂式掘进机是集切割、装载、运输、行走于一体的巷道综合掘进设备，可实现连续性掘进、运输作业、后配套可选用桥式胶带转载机和可伸缩式带式输送机或刮板输送机，搭接长度12m。表3-13 EBZ255型掘进机主要技术参数项目单位参数外形尺寸：长宽高mm1150032001980最大切割断面m38最大切割高度m5.08最大切割宽度m7.50切割煤岩最大单向抗压强度MPa100适应工作最大坡度20卧底深度mm440龙门高mm380480地隙mm280牵引力KN380总质量t73总功率kw398.5生产能力m/h400供电电压V1140供电频率Hz50供水水压MPa1.553.2 国外主要几种岩巷掘进机硬岩掘进技术在国外比较成熟,英国的DOSCO公司(多斯科),瑞典的SANDVIK(山特维克),德国的DBT等公司均有成套设备,其中英国DOSCO公司的MK3重型巷道掘进机,瑞典SANDVIK公司的MR620掘进机,德国DBT公司的WAV300,奥地利的AHM105,日本的MRHS系列型重型悬臂式掘进机等均被引进国内使用,岩巷掘进能力反映良好。3.2.1 奥地利奥钢联公司AHM105型掘进机AHM105型巷道掘进机是奥地利奥钢联公司的巷道掘进设备，已在美国、澳大利亚、南非等国使用。新汶矿业集团公司经对比分析，认为AHM105型掘进机比较适应复杂的地质条件，于2006年引进1台。AHM105现在用于龙固矿北区辅助运输大巷的掘进，该巷道为全岩巷道，巷道断面，净宽5.64m,净高4.5 m。AHM105掘进机是从2006年10月开始使用，三个月累计进尺240m，消耗截齿35把，最高日进尺6m，曾实现15d进尺90m。截割最硬的岩石为细砂岩，硬度为f10左右，日进尺2.4m。试验反映机器的稳定性好，故障点少，遥控器的使用给操作带来了方便，但存在拱形巷道成型比较困难和湿式除尘器使用效果不好等问题。表3-14 AHM105型掘进机主要技术参数项目单位规格型号AHM105断面m46截割硬度MPa120机重t120总功率kw555截割功率kw300适应坡度20外形尺寸（长宽高）m12.22.8252.594生产国家奥地利3.2.2 英国DOSCO公司MK3型掘进机岩巷机械化高效掘进也是淮南矿业集团岩巷掘进面临的技术瓶颈问题，通过调研、论证，提出了引进岩巷掘进机的技术方案。MK3型重型掘进机是由英国多斯科公司生产制造，具备岩巷掘进月进尺300m以上的能力。目前该机正在潘二矿进行试验，掘进巷道为半圆拱形，断面5.4m4.2m，全岩巷道，岩石为石英砂、钙质砂岩，硬度系数f45。使用两个半月，累计进尺300m，最高月进尺180m，截齿消耗0.5把/m，其中含有一段长10m左右，夹有4m厚的白砂岩，岩石硬度f7.2。试验反映配备的断面显示功能对巷道超挖控制较为实用，但铲板前伸功能作用不突出，掘进面降尘效果不好。表3-15 MK3型掘进机主要技术参数项目单位规格
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