第二章掘进机械

1、掘进机械的分类1:22page 1181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1:22page 1182n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

2、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1:22page 1183n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

3、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1:22page 1184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：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

4、与装载平行，结构简单，广泛使用）结构简单，广泛使用）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）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1:22page 1185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

5、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凿岩机冲击破碎原理1:22page 1186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 气腿式凿岩机1:22page 1187组成：组成：冲

6、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-气腿气腿冲击配气机构1:22pa

7、ge 1188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）1:22page 1189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

8、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1:22page 11810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体中凿孔的机械。岩体中凿孔的机械。优点优点：

9、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较高。投资大，单位功率的重量较大，技术要求和

10、维护费用较高。凿岩台车组成1:22page 11811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 凿岩台车在隧道内施工1:22page 118

11、12凿岩台车视频凿岩台车视频三臂地下凿岩台车1:22page 11813二臂地下凿岩台车1:22page 11814装载机1:22page 11815l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：连续动作式：工作机

12、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1:22page 11816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 。1:22page 11817台车1:22page 11818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

13、机架和行走部分，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1:22page 11819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

14、。后卸式和侧卸式使用较多。后卸式后卸式侧卸式侧卸式侧卸式铲斗装载机1:22page 11820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

15、高度以及卸载时的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1:22page 11821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，

16、装岩不留死角；铲斗升降和翻转行程较短，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1:22page 11822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

17、形式分整体式( (多为刮板输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1:22page 11823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1:22page 11824适用于适用于直径

18、直径2.5-10m2.5-10m、岩石单轴、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1:22page 11825一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

19、遍。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1:22page 11826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1:22page 11827纵轴式的纵轴式的锥体

20、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1:22page 11828截割头轴线与悬臂轴线相截割头轴线与悬臂轴线相垂直垂直。结构视频结构视频横轴式悬臂掘进机1:22page 11829工作时先进行掏槽截割，掏槽进给力来自行走机构，最大掏工作时先进行掏槽截割，掏槽进给力来自行走机构，最大掏槽深度为截割头直径的槽深度为截割头直径的2/32/3。掏槽时，截割头需做短幅摆动，。掏槽时，截割头需做