2．掘进机技术发展趋势
    悬臂式掘进机工作条件恶劣，工作场地狭窄，外形尺寸受到严格限制，机器结构也比较
复杂，涉及机械、电气、液压、材质、工艺、冷却、除尘等一系列技术领域。随着高产高效
日产万吨以下综采工作面的出现，要求掘进速度必须大大加快，掘进机的性能更加完善。当
前悬臂式部分断面掘进机技术发展有下述一些特点，并面l临连续采煤机的挑战。
    ①不断扩大适用范围，具有在复杂条件下正常工作的性能。国外新型掘进机的截割功
率及重量都在增加，截割能力不断提高，截割硬度可达100MPa以上，不仅可截割硬煤、半
煤岩，还可在钾矿、盐矿及隧洞等工程中应用。部分重型掘进机在不移位情况下，截割断面
可达35～42mz，所掘断面形状除拱形、梯形、矩形外，有的机型配上掩护板还可掘圆形断
面。另外，掘进机的爬坡能力也在提高，多数都能在纵向±16。的坡上可靠地工作；履带也
有加宽趋势，在机器加重后，不会过于增大对巷道底板比压，以扩大适用范围。
    ②进一步提高可靠性。掘进机的工作对象主要是煤岩及部分矿物，工作时振动冲击都
很大，因此要求其在井下能长期连续工作。例如，英国对截割减速箱设计寿命制定的标准是
50000h，并要通过实验进行严格考核。在液压、电气元部件的选项上，要进行严格筛选，
许多重要及关键元件都选用世界名牌产品，而且在性能参数方面都具有比较大的安全储备，
一般常是实际工作工况参数的两倍。在制造时，所选用的是优质材料，其强度等性能都很
好。另外在设计过程中，尽量采用独立部件或组件，便于拆装检修。
    ③提高机电一体化程度。现代掘进机采用新型实用技术，使掘进机的性能更加完善。
当前已被应用或正在试用的新技术有以下两种。
    a．现代控制技术：包括推进方向的控制(可控制和纠正掘进机与标准位置的平行偏差
和角度偏差)，断面尺寸的控制，避免施工中出现超挖、浪费人力和物力，截割电动机功率
自动调节、离机遥控等。
    b．掘进机工况监测和故障诊断：包括供电电压，电动机负荷与温升监测，液压系统
油压、油温、污染的监测，减速器油温、油液污染和轴承温度监测等。现有掘进机的监
视系统已达到25个测点以上，只要有足够的传感器或传感装置，就可对需要的任何部位
进行监测。
    ④探索新的截割技术。20世纪70年代初，美国将高压水细射流引入悬臂式掘进机用来
辅助截割，即在截齿为主要截割的同时，充分利用高压水射流撞击、侵蚀、液压楔等腹胀，
达到破碎坚硬岩石的目的。德国在实验室做过试验，在水压为150～180MPa时，就有辅助
切割作用并用压力为200MPa的高压水射流(动力为350kW)配合平均截割功率120kW的
截割头，即可截割坚硬的岩石。这种岩石如果用截割功率470kW的重型掘进机截割，则很
不经济，甚至无法截割。但用高压水射流，尤其当其压力大于200MPa以上时，其元件研制
的难度很大，回转密封等问题也不易解决，研制费用也很高，因而近几年发展不快。另外，
俄罗斯图拉工业技术大学帕烈湟尔等教授研制出冲击扭矩截割技术，其工作原理是在原掘进
机截割头传动系统变动不大的基础上，加了一套冲击扭矩加载机构，使截割头在正常截割的
同时，又得到每分钟3000次的冲击扭矩，通过截齿作用到煤岩上。根据俄罗斯改装的
IⅡKC样机试验的结果，改装后的掘进机能掘／一7～8的煤岩，生产率提高30％～35％。
     ⑤提高掘进机综合配套能力。当前掘进机利用率低，没有充分发挥作用，在很大程度
上与综合配套能力低、配套不完善有关。掘进系统中的主要配套环节，包括支护、转载、运
输、供电、供水、通风、除尘等。其中，支护与辅助运输工作量*大，占时间*多，若不解
决好这两个环节中存在的问题，掘进机的潜力约有一半不能发挥。为了缩短支护时间，当顶
板中等稳定时，常用机载锚杆打锚杆支护；而顶板条件差时，掘进一架棚距后必须紧跟着架
一架棚子或打一排锚杆，严格控制空顶距，截割与支护不能平行作业。国外用单轨吊运送支
护材料，用各种机械扳手拧螺母，而国内多用人工，有时用掘进机上的托梁器协助架棚。为
了实现掘进与支护平行作业，运用超前液压支架或主机自带盾牌式掩护支护，但使用效果均
不理想，所以直至现在，解决迎头临时支护设备仍是各国研制的主要目标。在辅助运输方
面，国外主要运用单轨吊或无极绳卡轨车。在煤岩运输方面，通常采用桥式转载机，后配带
式输送机，有条件的还设置了活动煤仓。目前转载机只转载煤岩外运，功能比较单一，正在
研制自移式转载机，功能将增加。通风除尘方面，在巷道内或主机上设置干式布袋除尘装
置，配合内外喷雾防尘。英国用空气幕隔离方式，保护工作面的操作人员。国内采用伸缩风
筒实现抽出式通风。供电方面，英国有一种线路电压补偿器，可解决供电距离在3kin以内
启动电压下降过大的问题，另外应提高掘进电压等级，逐步实现1140V供电。
  二、连续采煤机
  1．连续采煤机发展简况
  连续采煤机是美国现代化采掘设备，也有近半个世纪的发展过程。
  美国煤层大多数是近水平煤层，且以中厚煤层居多，地质构造简单。20世纪60年代以
前，用房式或房柱式采煤方法开采，连续采煤机主要作为生产型设备使用，得到了迅速发展
和广泛使用。20世纪60年代以后，美国推广走向长壁采煤法获得显著经济效益，此时，连
续采煤机又作为工作面运输、通风巷道的快速掘进设备，成为当今美国高产高效综采工作面
装备中必不可少的设备。
    自1949年美国利诺斯(LEE-NORSE)公司研制成功**台连续采煤机以来，其发展
过程如按落煤机构的演变来划分，大体经历了三个发展阶段。
    ①**阶段：20世纪40年代，截链式连续采煤机。这一时期的连续采煤机采用截链式

 2/3   首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页

工业技术 矿业工程

在线阅读