盾构机操作维护方法及掘进机发展趋势

2.1.3　掘进机适用范围及发展趋势

1.掘进机的用途

悬臂式巷道掘进机是一种综合掘进设备属于部分断面巷道掘进机，它集切割、行走、装运、喷雾灭尘于一体，包含多种机构，具有多重功能。悬臂式掘进机作业线主要由主机与后配套设备组成。主机把岩石切割破落下来，转运机构把破碎的岩渣转运至机器尾部卸下，由后配套转载机、运输机或梭车运走。悬臂式掘进机的切割臂可以上下、左右自由摆动，能切割任意形状的巷道断面，切割出的表面精确、平整，便于支护。履带式行走机构使机器调动灵活，便于转弯、爬坡，对复杂地质条件适应性强。该机主要用于采煤准备巷道的掘进，适用于掘进破碎煤岩硬度f＝4～8，断面6～24m²的煤或半煤岩巷道，也可用于其他巷道施工，断面形状任意。一般来说，这类悬臂式掘进机的重量为20～160t，最大切割功率已达408kW，切割岩石的抗压强度最高可达170MPa。

2.掘进机发展概况

自世界上第一台悬臂式掘进机于1947年在匈牙利诞生以来，已经历了半个多世纪。经过不断研究、试验、改进的掘进机，现已成为煤矿巷道掘进的主要设备。目前世界上生产掘进机的主要国家有奥地利、英国、德国、日本，所生产的掘进机累计近5000台，机型达100余种。

目前的掘进机已进入了机电一体化的自动控制截割的时代。

以美国、澳大利亚为代表的连续采煤机以及20世纪80年代末投入使用的掘锚机组开创了快速掘进的新途径、新纪元。各主要生产公司有奥地利的阿尔卑尼公司、英国的多斯克公司、安德森公司、艾姆克公司、德国的沙尔扎特公司、艾柯夫公司、保拉特公司、维斯特伐利公司、日本三井三池公司和乌克兰的工厂，主要系列有AM、E、ET、STM、MRH及ПK等。

国外中型掘进机已日趋完善，其代表机型有英国多斯克公司的LH1300型号、德国保拉特公司的E200型、奥地利阿尔卑尼公司的AM75型、日本三井三池公司的S220型等。其切割功率在132～220kW之间，机重50～70t，经济切割的岩石硬度80MPa，近年德国在研究开发切割硬度达100MPa的掘进机。

我国悬臂式掘进机的研制和应用真正起步于20世纪70年代初。经过几代人的不懈努力，在轻型及中重型掘进机的研究开发方面基本达到了国际先进水平。掘进机在我国国有大中型矿井中已普遍使用。由于为单巷掘进，且采用单体锚杆机进行锚杆支护，不能平行作业。不能适应快速掘进的需要，但由于其适应条件较广，在今后较长的一段时期内仍将成为国内主要机型。

我国掘进机机型很多，其中以中、重机型占多数，EBJ—100型和AM50型是中型机代表、S200和LH—1300型是重型机代表。(www.xing528.com)

3.掘进机的技术发展趋势

随着技术的更新进步，掘进机的发展呈现以下趋势：

（1）解决除尘问题。掘进机工作时，由于其为独头巷，因喷嘴易堵及湿煤黏附问题操作工又一般不愿开内喷雾，所以尘雾较大。目前各厂都在努力。

（2）掘锚一体化。据统计，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，在掘进机上装备有锚杆钻机，超前临时支护装置等，以提高工作效率。国外此技术在20世纪90年代已基本成熟，目前国内掘锚一体化还处于初级阶段。我国自行研制的掘锚一体机已于2007年进行下井实验，并达到了预期的效果。

（3）掘进机的自动控制及远程遥控。掘进机的自动控制及远程遥控的最终目标是实现不经常有人的自动化采掘工作面。实现掘进机的自动控制及远程遥控在国外已有先例。德国艾柯夫公司早在20世纪80年代就已经研制了微机控制巷道轮廓、导向及机器运行状况监视系统。

（4）向重型化发展。机重在100t以上、可切割岩石硬度f＝10～15、切割功率200～450kW，如英国的TP3000型、奥地利的AM105型。

（5）提高工作的稳定性。增加机重，实行紧凑化设计，降低机器高度。如奥地利AM65型、德国ET110型的机高都低于1.5m。佳木斯S150的机高1.65m，南京晨光EBJ—132型的机高低于1.6m，机重达到42t。

（6）扩展型发展。即以原先基本机型技术为基础，进行机器功能扩展开发研制，如近几年工程隧道上使用的隧道掘进机，在机重、功率、功能上与基本机型相近，在切割岩石硬度、切割断面面积、运输方式及功率等方面进行了有针对性的改进、开发，以适应非煤（岩）巷道的工程。如日本三井三池制作所生产的S300隧道掘进机，从软岩到中硬岩的广泛范围的岩石皆可为工作对象；可用于铁路、公路、矿山或上下水道等所有隧道。