掘进机掘进技术的研制现状.pdf

旒 遗 ， 彳； 1 9 9 2 年第 4期 煤 ’ 矿机械 ． ， 5 。 掘 进 机 掘 速 技 术 的 研 制 现 c 德 w i n e t ．夕 t 掘进机从本世纪 四十年代产生至今已有 半个世纪的发展历史了，目前掘进机的截割 功率为i o o -- 3 5 o k W ，机重2 4 - - - 1 1 5 t ， 平 均 日掘进进尺7 -,8 m，最大 掘 进 能 力达2 0 ～ 3 0 m／ d 。 ， 从使用上看，掘进机主要应用在 煤 矿，现在煤矿中应用的最小的掘进机是奥地 利奥钢联合公司的AMS 0 型掘进机， 其截割 功率为l O O k W，机重2 4 ；最大的掘进 机 是 德国 P a u r a t 公司 的E2 0 0 型掘进机， 它的截 割功率达3 5 0 k W ， 自重为 1 1 5 t 。 掘进机的截割头有横轴式和纵轴式两种 型式，横轴式截割头一般用于软岩掘进，纵 轴式截割头则多用于硬岩掘进。截齿的选择 虽然仍主要依靠经验，但目前已可以通过试 验 台测试来更准确地选择 了。截齿在掘进过 程中除破碎岩石外， 自身也具有一定的承载 能力 ，其上受到的应力可部分转化为热量， 所 以当前截齿的发展方 向是研制开发新的刀 头合金材 料。 截割速度是影响掘进机掘进能力和截齿 阶段。 1 影响掘进机能力的因素 以往都是根据被掘进机所并掘 的岩石的 抗压强度 平均为5 5 N／ ram 确定掘 进 机 的掘进能力，而现在除了岩石的抗 压 强 度 外，还要参照其它些相关因素，如围岩的 岩石力学特性，矿物学矿相学特性、地 质条件， ’ 特别是截齿强度和磨损率等 ，通过 对这些因素 的深入研究和评价，较合理地估 算出掘进机的掘进能力和截齿寿命。另外这 些数据还可对我们选择截齿类型、 ． 确定截齿 捕列方式等工作提供参考依据。 2 截割头的选择 依照 诸多相关因素估算出掘进机的掘进 能力后 ，便可进行截割 头的选择了。裁割 的形成主要 是根据巷遵 的开拓条件确 定的， 纵轴式截割头与横轴式截割头的主要不 同之 处在于各 自的截齿排列方式不同，横轴式截 寿命的重要参数，虽然纵轴式截割头的截；胄 b 封 妁截割性好， 纵轴式截割头的应用范围 速度高于横轴式截割头的截割速度，但目前 ⋯广； 横轴式截割头的截齿排列方式主要以截 掘进机的截割速度多 为2 ． 5 -- - 3 ． 5 ml s ，实践 证明，低速截割具有截深较大， 岩屑粗， 粉尘 生成量少 ，齿尖温度低，磨损量 小， 能 量 装机功率乖 『J 用率高等优点，而另一方面 低速截割也相应地降低了掘进机的 掘 进 能 力 ，因而有关部门正进行台架试验以确定截 割速度与掘进能 力的相互关系。 水力掘进的 出 现 开 辟 了掘进机掘进技 术发展 的新天地 ，它具有许 多机 械 掘进所 不及 的突出优点，现在这项技术已接近实用 割力向截齿的传递情况为决定准则，而纵轴 式截割头则主要参照截割速度，因它的截深 和截 割方式较易满足巷道 的开拓条件； ．横轴 式截割头在掘进过程中同时参与截割的截齿 数量较多 ，每个截 齿上的截割力相对较小， 故在硬岩 中的掘进效率较低；纵轴式截割头 一 般不用于软围岩掘进，因为横轴式截 割头 在软围岩 中的掘进效率更高；在 脆 性 岩 石 的掘进中，尽管 纵轴式截割头更 具有 优 越 性，但出于使用和技术上的考虑，两种型式 维普资讯 G 煤矿机械 1 9 9 2 q 第 4 的截割头都在使刖 。 截割力对截 割头也有一定影响 ，在截割 头商径不大 、截 齿数又较少 的情况下 ，随着 开拓条件 的恶化，每个截齿上受到的截 割力 也随之增加，这时还应考虑到截街 间的相兀 影 响 。 截割头型式选定 以后，还要考虑到掘进 过程中产生火花和抑制火花的问题，因此还 须选择合适 的喷雾系统 。 3 截齿的选择 截 断在截割头上的排列方式对掘进机的 掘进能力影响很大，因为它决定着截齿对 岩 的截割 [ 况。迄今为止截街的选择仍常依 靠个人的经验来选取，但在众多的截齿类 中选出最适合于某种工作条件的截齿是比较 困难的，所以必须对截齿进行合理分类，这 样才能简化截齿的选择过程 。选择截齿时， 截齿一 h 硬质合金刀头 的几何形状也是很重要 的，硬质合金刀头的直径越大，截齿截割硬 岩的能力就越强， 日前最常用的硬质合金刀 头的直径为2 2 ram和2 5 ram，为 了截 割 特 硬 岩石 ， 还可选直径为3 0 ram的硬质合金刀头 。 截齿 的仰角对截割力也有着一 定 的 影 响，较理想 的截 齿仰角应为4 5 o - , 4 8 。 。藏谢 的转动角影响着截 齿的磨 损情况，在当前设 计 的较 先进 的 截 割头 上 ，每 个 披 街位 置 j 的 转动角都是分别调定 的。 4水 力掘 进 的发 展 多年 来，掘进机的掘进技术都是遵循营 岩石的机械破碎而发展 的，最近德 国B e r g b a u Fo r s c h u n g GIT I b H公司经过深 入全面的 试验研究，已开发了一种水 匀掘进新技术。 它是在机械截割中以2 0 0 0 b a r 压力的 高 压水 射流辅助截割的一种合成岩石破碎技术，此 法具有 降低截芮温度、减轻 截齿磨损 碴 席 损程度只相当于机械截割时的三分之 二 、 减少截割力 减少I黼度可达2 5 ％、岩尘 成量少等突j J { 优 点，还可抑制摩擦火花的j 生 。 这种水力掘进技术 已接近实用阶段 ，几 前该公司正进行有关的工业性试验以测定高 压水射流的哐力和流量对减少粉尘生成鼙以 及抑制摩擦 火花的产生 和冷 却截齿等方面的 影响关系， 以求秩得最佳数据 ， 使这种捌进新 技术更加完善。 ． ， 马越译 自Gl a c k a u f mi 11 i n g r e p o r t e r ． 1 9 9 1 ， 1 5 ～6 ’ B MJ I 型电液控制系统研制成功 由北京煤矿机械厂研制的BM卜一 I 综 合 机 械化采煤液压支架电液控制系统最近在山西晋城矿 务局通过了工业性中间试验，经受了井下恶劣地质 条件的考验获得成功。 该支架控制系统不但可以提高综采机组的生产 效率，而且可以大大减轻煤矿工人的劳动强度，它 是当今世界上采煤技术水平发展的重要标志。该系 统的研制成功填补了国家的空白。 北京煤矿机械厂自1 9 8 s q l就开女 f } 同晋城矿务局 一 道进 行技 术准备 ，经过反复 试验 、试制 ，1 9 8 8 完成样机制造，1 9 9 0 年通过室内试验和地面试验。 1 9 9 1 年9 月至1 9 9 2 年4 月在晋城矿务局古书院煤矿进 行井下工业性中问试验， 。 使支架运行全过程循环时 问不超过1 2 秒，达到了困际同类产品的性能指标。 参加鉴定的专家们认为 该系统单架、左右邻 架 、组 架动作稳定 ， 电磁 阀， 电子 电路等 主要元件 性能可靠．它的试验成功，使我国存电液挖制方而 蝥． I 了一 个新的 阶。 卓成椿供稿 维普资讯