掘进机械(20160302)

1、掘进机械松藻煤电公司安全监察部：岳万军掘进机械培训大纲第一节 掘进机械的分类第二节 钻孔机械与装载机械第三节 掘进机第四节 掘进工作面设备配套第一节 掘进机械的分类*page 1183随着回采工作面综合机械化程度的提高，要求巷道掘进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。速度相应加快，以保证采掘比例协调和矿井的高产稳产。n按掘进工艺分：按掘进工艺分：钻眼爆破法掘进设备钻眼爆破法掘进设备综合机械化掘进设备综合机械化掘进设备。掘进机械的分类*page 1184n钻爆法掘进设备钻爆法掘进设备：钻钻( (凿凿) )孔机械：孔机械：在煤岩体上钻在

2、煤岩体上钻( (凿凿) )孔孔装载机械：装载机械：将煤岩装入矿车或其他运输设备将煤岩装入矿车或其他运输设备转载机械：转载机械：承接由装载机械卸入的煤岩，并将其卸入其承接由装载机械卸入的煤岩，并将其卸入其他运输设备他运输设备巷道支护机械：巷道支护机械：将巷道支护构件或加固材料敷设到巷道将巷道支护构件或加固材料敷设到巷道顶板和侧帮顶板和侧帮休整巷道机械：休整巷道机械：用于巷道挑顶、卧底、刷帮等作业用于巷道挑顶、卧底、刷帮等作业掘进机械的分类*page 1185n综合机械化掘进设备综合机械化掘进设备：实现破落煤岩、：实现破落煤岩、装载、转载及支护等工序的平行作业。装载、转载及支护等工序的平行作业。掘

3、进机掘进机：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。：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。支护方式支护方式：可选用金属支架、锚喷支护。：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与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点优点： 安全、快速、高效安全、快速、高效掘进机械化发展方向。掘进机械化发展方向。综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、掘锚联合机组、全断面掘连续采煤机、掘锚联合机组、全断面掘进机。进机。 钻爆法机械化作业线分类*page 1186耙斗装载机为主耙斗装载机为主：支腿式气动凿岩机钻凿炮孔

4、：支腿式气动凿岩机钻凿炮孔耙斗装耙斗装载机装载载机装载锚杆安装机和混凝土喷射机（凿孔与装载平行，锚杆安装机和混凝土喷射机（凿孔与装载平行，结构简单，广泛使用）结构简单，广泛使用）耙斗装载机简介（第耙斗装载机简介（第1818页中第五节部分内容）：页中第五节部分内容）：第五章第五章_ _掘掘进机械进机械.doc.doc凿岩台车为主凿岩台车为主：凿岩台车钻炮孔和锚杆孔：凿岩台车钻炮孔和锚杆孔侧卸式铲斗侧卸式铲斗装载机（大断面巷道，效率高，劳动强度低）装载机（大断面巷道，效率高，劳动强度低）凿岩台车简介（第凿岩台车简介（第6 6页中第二节内容）：页中第二节内容）：第五章第五章_ _掘进机掘进机械械.d

5、oc.doc钻装机为主钻装机为主：钻装机钻凿炮孔、锚杆孔、装载转运煤岩：钻装机钻凿炮孔、锚杆孔、装载转运煤岩锚杆安装机和混凝土喷射机锚杆安装机和混凝土喷射机第二节 钻孔机械与装载机械*page 1187钻孔机械钻孔机械钻眼爆法中钻眼爆法中钻凿炮眼机具的总称钻凿炮眼机具的总称装载机械装载机械爆破后碎落下来的煤岩用装载设备运离爆破后碎落下来的煤岩用装载设备运离工作面，实现这一功能的设备统称装载机械工作面，实现这一功能的设备统称装载机械钻孔机械钻孔机械- -凿岩机凿岩机 煤矿中掘进巷道所使用的钻孔机械主要是凿岩机，它是利用冲击破碎岩石的原理进行工作的。在工作时，凿岩机需完成两个基本动作，即击钎和转钎

6、。为了形成圆形的炮眼，每冲击一次后，活塞回程时，还需使钎杆回转一定的角度，然后活塞再次冲击钎尾，形成新的凹痕，凹痕之间的扇形岩块将由钎头上产生的水平分力剪切破碎掉。活塞不断地冲击钎尾，即可在岩石上形成一定深度的炮眼。此外，为保证钎杆持续有效地凿岩，还必须给凿岩机施加适当的轴向推力，并将钻孔中的岩屑及时地排出。凿岩机的类型较多，按其所用动力的不同，可分为风动凿岩机、液压凿岩机、电动凿岩机和内燃凿岩机。风动凿岩机使用压缩空气为动力，结构简单，使用安全可靠，在矿山中应用最多。液压凿岩机是20世纪70年代出现的凿岩设备，它使用高压液体作为动力，其优点是动力消耗少，能量利用率高，凿岩速度快，所以发展很快

7、。但机重较大，一般均与液压钻车配套使用，技术要求和维护费用较高。电动凿岩机用电作动力，效率较高，但可靠性较差，由于可实现动力单一化，多用于小煤矿。内燃凿岩机多用于野外作业，在煤矿应用时废气净化和防爆问题较难解决。 凿岩机冲击破碎原理*page 1189工作时活塞做高频往复运动，冲击钎尾。在冲击力的工作时活塞做高频往复运动，冲击钎尾。在冲击力的作用下，用楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度，作用下，用楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度，钎杆转过一定角度，形成凹痕。由钎头上产生的水平钎杆转过一定角度，形成凹痕。由钎头上产生的水平分力将岩石剪碎，形成一定深度的圆形钻孔分力将岩石剪碎，形成一定深度的圆形

8、钻孔。1- 1-凿岩机缸体；凿岩机缸体；2- 2-活塞；活塞；3- 3-钎杆；钎杆；4- 4-钎头钎头 凿岩机分类风动凿岩机按照其安装和推进方式的不同，可分为手持式、气腿式、伸缩式和导轨式几种。手持式凿岩机重量一般小于25 kg，手持作业，适于钻较浅的小炮眼，钻孔直径不超过40 mm，孔深不超过3 m。气腿式凿岩机带有起支撑及推进作用的气腿，重量小于30 kg，钻孔深度25 m，钻孔直径3442 mm，为矿山广泛使用。伸缩式凿岩机的气腿与凿岩机主体刚性固定呈一条直线，适于打6090的向上炮眼，可用于打锚杆孔和挑顶炮眼。导轨式凿岩机重量一般在30100 kg，一般装在凿岩台车或架柱导轨上使用，以

9、便改善作业条件，减轻劳动强度和提高凿岩效率。其钻孔深度为520 m，钻孔直径可达75 mm。风动凿岩机虽然类型很多，但其构造原理基本相同。不论哪种凿岩机，要能顺利地打成炮眼，必须具备下列机构：冲击配气机构、转钎机构、排粉机构、推进机构、操纵机构和润滑机构。 气腿式凿岩机*page 11811组成：组成：冲击配气机构冲击配气机构、转钎机构转钎机构、排屑机构排屑机构和和润滑机构润滑机构等等工作原理工作原理：钎杆：钎杆1 1尾端装入凿岩机尾端装入凿岩机2 2机头钎套内，注油器机头钎套内，注油器3 3连连接在风管接在风管5 5上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零件进行润上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零

10、件进行润滑，水管滑，水管4 4供给清除岩粉用水，气腿供给清除岩粉用水，气腿6 6支撑凿岩机并给以工作支撑凿岩机并给以工作所需推进力。所需推进力。 1- 1-钎杆；钎杆；2- 2-凿岩机；凿岩机；3- 3-注油器；注油器；4- 4-水管；水管；5- 5-风管；风管；6- 6-气腿气腿图10-2是国产YT23型气腿凿岩机的外形图。该机主机由柄体2、气缸3及机头7组成，用两根螺栓8将它们与手柄1连成一体。钎子6插在机头的钎尾套内，并借钎子5支持。自动控油器10连在压气管上，使润滑油混和在压缩空气中呈雾状，带入凿岩机内润滑各运动副。冲洗炮眼用的压力水由水管从凿岩机尾部送入，经插在机器内的水针直至钎子的

11、中心孔。气腿11支撑凿岩机并给以推进力。凿岩机的操作手把及气腿伸缩手把集中在柄体2上，操作较为方便。其他凿岩机的构造与图10-2 YT-23型气腿凿岩机外形1-手柄；2-柄体；3-气缸；4-消音罩；5、6-钎子；7-机头；连接螺栓；9-气腿连接轴；10-自动注油器；11-气腿YT23型的构造基本相似，主要区别在于有些凿岩机采用不同的配气及转钎机构型式。 图10-2 YT-23型气腿凿岩机外形1-手柄；2-柄体；3-气缸；4-消音罩；5、6-钎子；7-机头；连接螺栓；9-气腿连接轴；10-自动注油器；11-气腿冲击配气机构*page 11813配气机构配气机构实现活塞往复运动以冲击钎尾的机构。实

12、现活塞往复运动以冲击钎尾的机构。配气机构作用配气机构作用： 将由操纵阀输入的压气将由操纵阀输入的压气依次依次输送到气缸的后腔和前腔，推输送到气缸的后腔和前腔，推动活塞往复运动动活塞往复运动获得活塞对钎尾的连续冲击动作。获得活塞对钎尾的连续冲击动作。 常用配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无阀常用配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无阀配气机构。配气机构。被动阀配气机构（环状阀）*page 11814被动阀配气机构被动阀配气机构依靠活塞往复运动时压缩前后腔依靠活塞往复运动时压缩前后腔气体，形成高压气垫推动配气阀变换位置。气体，形成高压气垫推动配气阀变换位置。 配气阀有配气阀有球阀球

13、阀、环状阀环状阀和和蝶状阀蝶状阀。球阀已很少使用。球阀已很少使用。环状阀和蝶状阀配气机构动作原理基本相似。环状阀和蝶状阀配气机构动作原理基本相似。 环状阀配气机构环状阀配气机构1-压气入口；压气入口；2-气道；气道；3-配气阀；配气阀；4-气缸后腔；气缸后腔；5-活塞；活塞；6-排气口；排气口；7-气动前腔；气动前腔；8-气路通道气路通道 液压凿岩机*page 11815液压凿岩机简介（第第3 3页中第一节部分内容）：页中第一节部分内容）：第五章第五章_ _掘进机械掘进机械.doc.doc以循环以循环高压油高压油为动力，驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在为动力，驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在岩

14、体中凿孔的机械。岩体中凿孔的机械。优点优点：1 1、能量利用率、能量利用率303040%40%，风动凿岩机，风动凿岩机10%10%；2 2、机械性能好，凿岩速度快、机械性能好，凿岩速度快( (冲击频率每分钟上万次，风动冲击频率每分钟上万次，风动凿岩机每分钟三千次左右凿岩机每分钟三千次左右) )，速度提高一倍以上；，速度提高一倍以上； 3 3、消除风动凿岩机的排气噪音和油雾，改善作业条件；、消除风动凿岩机的排气噪音和油雾，改善作业条件； 4 4、运动件在油液中工作，润滑条件好，提高零件寿命。、运动件在油液中工作，润滑条件好，提高零件寿命。缺点：缺点：投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维护费用

15、较高。投资大，单位功率的重量较大，技术要求和维护费用较高。凿岩台车组成*page 11816凿岩台车组成：凿岩机、钻臂凿岩台车组成：凿岩机、钻臂( (包括包括推进器推进器) )、行走机构、控制系统、操、行走机构、控制系统、操作台和动力源作台和动力源( (泵站泵站) )等等。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。岩机，并可自由调节方位，以适应炮孔位置的需要。1- 1-钻臂；钻臂；2- 2-凿岩机；凿岩机；3- 3-行走机构行走机构4- 4-操作台；操作台；5- 5-动力源动力源 凿岩台

16、车在隧道内施工*page 11817凿岩台车图片凿岩台车图片三臂地下凿岩台车*page 11818二臂地下凿岩台车*page 11819装载机*page 11820l按行走方式：轨轮式、履带式、轮按行走方式：轨轮式、履带式、轮胎式和雪橇式胎式和雪橇式。l按驱动方式：电动驱动、气动驱动、电液驱动。按驱动方式：电动驱动、气动驱动、电液驱动。l按作业过程特点：间歇动作式和连续动作式。按作业过程特点：间歇动作式和连续动作式。 间歇动作式：间歇动作式：工作机构摄取物料时为间歇动作的工作机构摄取物料时为间歇动作的装载机，主要有耙斗装载机、铲斗装载机。装载机，主要有耙斗装载机、铲斗装载机。 连续动作式：连续

17、动作式：工作机构摄取物料时为连续动作的工作机构摄取物料时为连续动作的装载机，主要有扒爪装载机、立爪式装载机、扒爪装载机，主要有扒爪装载机、立爪式装载机、扒爪立爪式装载机、圆盘式装载机等。立爪式装载机、圆盘式装载机等。 耙斗装载机*page 11821用耙斗作装载机构的装载设备。用耙斗作装载机构的装载设备。适用于矿山平巷和倾角适用于矿山平巷和倾角3030o o以下斜井巷道掘进装岩，装载能力以下斜井巷道掘进装岩，装载能力一般为一般为1515200m200m3 3/h /h 。*page 11822台车*page 11823台车是耙斗式装载机的机架和行走部分，并承载着装载机的台车是耙斗式装载机的机架

18、和行走部分，并承载着装载机的全部重量。全部重量。台车上安有绞车、操纵机构以及支撑中间槽的支架和支柱。台车上安有绞车、操纵机构以及支撑中间槽的支架和支柱。台车前后部挂有四套卡轨器，用以装载机工作时固定台车，台车前后部挂有四套卡轨器，用以装载机工作时固定台车，在尾部有卸料口。在尾部有卸料口。铲斗装载机*page 11824用铲斗从工作面底板上铲取物料，将物料卸入矿车或其它运用铲斗从工作面底板上铲取物料，将物料卸入矿车或其它运输设备。输设备。煤矿主要使用直接卸载式，按卸载煤矿主要使用直接卸载式，按卸载方式不同分后卸式、侧卸式和前卸方式不同分后卸式、侧卸式和前卸式。式。后卸式和侧卸式使用较多。后卸式和

19、侧卸式使用较多。后卸式后卸式侧卸式侧卸式侧卸式铲斗装载机*page 11825用铲斗从底部铲取爆落的煤岩，而后机器退到卸载点，铲斗用铲斗从底部铲取爆落的煤岩，而后机器退到卸载点，铲斗向一侧翻转进行卸载。向一侧翻转进行卸载。 用于平巷和倾角用于平巷和倾角1818以下斜巷以及其他矿山工程中铲装爆落以下斜巷以及其他矿山工程中铲装爆落的松散岩石，也可作为材料和设备的短途运输设备。的松散岩石，也可作为材料和设备的短途运输设备。 侧卸式装载机适用的巷道断面，取决于装载机自身的最大宽侧卸式装载机适用的巷道断面，取决于装载机自身的最大宽度度( (履带或铲斗宽度履带或铲斗宽度) )、卸载时的最大高度以及卸载时的

20、最大高度以及配套设备。配套设备。与刮板转载机配套时，与刮板转载机配套时， 最小适用断面约最小适用断面约6m26m2。与矿车配套时，巷道与矿车配套时，巷道断面不小于断面不小于10m2 10m2 。 侧卸式与后卸式的比较*page 11826侧卸式的优点侧卸式的优点： 铲斗比机身宽，铲斗容量较大，装岩效率高；铲斗比机身宽，铲斗容量较大，装岩效率高； 铲斗侧壁很低，可以一边无侧壁，插入料堆的阻力较小，容铲斗侧壁很低，可以一边无侧壁，插入料堆的阻力较小，容易装满铲斗，能装块度较大的岩石；易装满铲斗，能装块度较大的岩石；履带行走机构，调动灵活，装岩不留死角；履带行走机构，调动灵活，装岩不留死角；铲斗升降

21、和翻转行程较短，利于提高生产率；铲斗升降和翻转行程较短，利于提高生产率；司机可坐着操作，安全可靠；司机可坐着操作，安全可靠；铲斗可用于安装锚杆，处理危石和运送材料，实现一机多用。铲斗可用于安装锚杆，处理危石和运送材料，实现一机多用。扒爪装载机*page 11827用用扒爪扒爪作工作机构的作工作机构的连续作业装载机连续作业装载机。用于巷道掘进中装载爆落的煤岩，装载能力用于巷道掘进中装载爆落的煤岩，装载能力3535200 m3/h200 m3/h。扒爪（曾称蟹爪）装载机有电动和电液驱动两种。扒爪（曾称蟹爪）装载机有电动和电液驱动两种。按转载运输机形式分整体式按转载运输机形式分整体式( (多为刮板输

22、送机多为刮板输送机) )和分段式和分段式( (前段前段多为刮板输送机，后段多为胶带输送机多为刮板输送机，后段多为胶带输送机) )两种。两种。 第三节 掘进机*page 11828掘进机是具有截割、装载、转载煤岩，并能自己行走，具有掘进机是具有截割、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。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根据所掘断面的形状分全断面掘进机和部分断面掘进机进机全断面掘进机*page 11829适用于适用于直径直径2.5-10m2.5-10m、岩石单

23、轴、岩石单轴抗压强度抗压强度50-350MPa50-350MPa的的硬岩硬岩巷道。可一次截割出整个圆形断面。主要用于工巷道。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。程涵洞和隧道的岩石掘进。视频视频2 2视频视频3 3视频视频1 1视频视频4 4部分断面掘进机*page 11830一次只能截割出一部分巷道。需要工作机构多次摆动，才能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。种形状。其中，悬臂式部分端面掘进机在煤矿应

24、用普遍。适用于单轴适用于单轴抗压强度抗压强度6060MPaMPa的煤、半煤岩、软岩水平巷道。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大功率掘进机可用于单轴抗压强度200MPa200MPa的硬岩巷道。的硬岩巷道。工作视频工作视频悬臂式掘进机悬臂式掘进机*page 11831按截割头布置方式：纵轴式和横轴式。按截割头布置方式：纵轴式和横轴式。按掘进对象：煤巷、半煤岩巷和全岩巷悬臂式掘进按掘进对象：煤巷、半煤岩巷和全岩巷悬臂式掘进机。机。 掘进机介绍掘进机介绍结构演示结构演示截割运动*page 11832纵轴式的纵轴式的锥体截割头锥体截割头，结构简单，容易实现内喷雾，易于切，结构简

25、单，容易实现内喷雾，易于切出光滑轮廓的巷道。出光滑轮廓的巷道。悬臂摆动力过大悬臂摆动力过大：进给力大，截齿摩擦增大，若截割力不足，：进给力大，截齿摩擦增大，若截割力不足，截割头会被卡住；截割头会被卡住；摆动力过小摆动力过小：截齿无法切入煤岩壁足够深度，只能在煤壁表：截齿无法切入煤岩壁足够深度，只能在煤壁表面上切削而产生粉尘，并使截齿磨损加剧。面上切削而产生粉尘，并使截齿磨损加剧。 现代掘进机多采用液压调节装置自动调整悬臂的摆动力和摆现代掘进机多采用液压调节装置自动调整悬臂的摆动力和摆动速度，使进给力和截割力相适应，效果很好。动速度，使进给力和截割力相适应，效果很好。横轴式悬臂掘进机*page 11833截割头轴线与悬臂轴