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懸臂式掘進機現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢,1,0. 引言,我國懸臂式掘進機的研究起步始于20世紀60年代，通過“六五”、“七五” 和“八五”的技術(shù)攻關(guān)，我國的掘進機已從輕型發(fā)展到中、重型，切割對象從煤拓展到巖石，掘進機的使用范圍產(chǎn)生了質(zhì)的變化。 目前，我國懸臂式掘進機的總體水平已接近國外同類機型，但與國外相比仍有不少的差距。今后我國進行技術(shù)攻關(guān)的目標是研制高可靠性的重型掘進機和研制具有獨立知識產(chǎn)權(quán)的連續(xù)采煤機及掘錨機組。,2,煤礦巷道掘進與支護狀況,我國煤炭開采以井工為主，煤礦巷道掘進與支護工程量浩大。2001年原國有重點煤礦掘進總進尺高達5045km，其中煤巷約4480km，占88.8%；全國256個綜采工作面年耗回采巷道820km，其中綜掘總進尺達650km。綜掘仍是高產(chǎn)高效礦井回采巷道掘進的主要技術(shù)方法。 我國已研制開發(fā)和引進使用了近20種懸臂式掘進機 近年來， 我國成功地開發(fā)和推廣使用了煤巷錨桿支護技術(shù)， 使巷道圍巖地質(zhì)力學(xué)性能測試技術(shù)、煤巷錨桿支護設(shè)計技術(shù)、施工機具、支護材料均得到快速發(fā)展。 隨著綜采生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，百萬噸綜采工作面屢見不鮮，并已出現(xiàn)年產(chǎn)1000萬t以上的全自動化綜采工作面，使年耗回采巷道量大幅增加，從而使煤巷掘進與支護正在成為煤礦高效安全集約化生產(chǎn)的技術(shù)瓶頸，是當前煤炭工業(yè)亟需研究開發(fā)的重大共性關(guān)鍵性技術(shù)。,3,1. 國外掘進機發(fā)展概況及技術(shù)水平,自世界上第一臺懸臂式掘進機于1947年在匈牙利誕生以來，已經(jīng)歷了半個多世紀。經(jīng)過不斷研究、試驗、改進的掘進機，現(xiàn)已成為煤礦巷道掘進的主要設(shè)備。 目前世界上生產(chǎn)掘進機的主要國家有奧地利、英國、德國、日本，所生產(chǎn)的掘進機累計近5000臺，機型達100余種。,4,國外掘進機經(jīng)歷了四個發(fā)展階段,第一階段：20世紀40年代末期～60年代中期。這個階段，掘進機從無到有，形成了集切割、裝運和行走為一體的結(jié)構(gòu)雛形，主要用于軟煤巷道掘進，機重15t左右。代表機型有匈牙利全國礦山機械研究所的F5、烏克蘭的ДК-3等。 第二階段：60年代中期～70年代末期。這一階段是煤巷掘進機蓬勃發(fā)展時期，煤巷掘進機下，機重20～40t左右。代表機型有英國安德森公司的RH25、奧地利阿爾卑尼公司的AM50和日本三井三池公司的MRH—100等。,5,國外掘進機經(jīng)歷了四個發(fā)展階段,第三階段：70年代末期～80年代末期。這一階段，半煤巖掘進機開始成熟，重型機大批涌現(xiàn)，煤巷掘進功能齊全，可靠性大幅度提高，機重50t左右。代表機型有英國多斯克公司的MKⅡB、LH1300，奧地利阿爾卑尼公司的AM75和德國保拉特公司的E169等。 第四階段：80年代后期至上世紀末。這一階段重型機機重進一步增加，一般在70t以上，切割硬度100Mpa以上；掘進機采用了新技術(shù)，功能更加完善；計算機自控裝置較成熟，掘進機正向巖巷進軍。,6,國外掘進機經(jīng)歷了四個發(fā)展階段,目前的掘進機已進入了機電一體化的自動控制截割的時代。 以美國、澳大利亞為代表的連續(xù)采煤機以及80年代末投入使用的掘錨機組開創(chuàng)了快速掘進的新途徑、新紀元。 各主要生產(chǎn)公司有奧地利的阿爾卑尼公司、英國的多斯克公司、安德森公司、艾姆克公司、德國的沙爾扎特公司、艾柯夫公司、保拉特公司、維斯特伐利公司、日本三井三池公司和烏克蘭的工廠，主要系列有AM、E、ET、STM、MRH及ПK等。,7,國外代表機型,國外中型掘進機已日趨完善，其代表機型有英國多斯克公司的LH1300型號、德國保拉特公司的E200型、奧地利阿爾卑尼公司的AM75型、日本三井三池公司的S220型等。其切割功率在132～220kw之間，機重50～70t，經(jīng)濟切割的巖石硬度80Mpa，近 年德國在研究開發(fā)切割硬度達100Mpa的掘進機。,8,德國保拉特公司的E169,9,德國保拉特公司的E200型,10,奧地利阿爾卑尼公司AM50,11,奧地利阿爾卑尼公司AM75,12,奧地利阿爾卑尼公司AM85,13,日本三井三池公司S100,14,日本三井三池公司S150J,15,日本三井三池公司S200,16,英國多斯克公司的MK3型,17,英國多斯克公司LH130,18,英國多斯克公司的MK3-1型,19,2.國內(nèi)掘進機發(fā)展概況及技術(shù)水平,我國綜掘機械化的應(yīng)用始于20世紀70年代末，雖然起步較晚，發(fā)展相對緩慢，技術(shù)性、配套性較差，但綜掘機械化在我國煤礦煤及半煤巖巷道的開拓中已得到了廣泛的應(yīng)用。 經(jīng)過20多年的努力，目前我國已經(jīng)具有一定水平研究開發(fā)、生產(chǎn)制造掘進機的能力。已經(jīng)開發(fā)出了20多種型號的掘進機機型，截割功率在30～200kw之間，并已初步形成系列產(chǎn)品，基本滿足了國內(nèi)市場的需求，結(jié)束了我國煤礦掘進機一直依靠進口的局面。同時，已有了必要的試驗測試手段和基本技術(shù)標準，形成了一支有一定技術(shù)能力的研制隊伍，積累了較為豐富的研制經(jīng)驗，為我國掘進機的發(fā)展奠定了扎實的基礎(chǔ)。,20,國內(nèi)掘進機發(fā)展概況及技術(shù)水平,目前我國掘進機的主要代表機型是AM50、S100、ELMB-75型掘進機，其中AM50和S100型掘進機約占到國產(chǎn)機型的80%左右。不過，它們還都為二三十年前設(shè)計的產(chǎn)品，功率小、機身輕，可靠性及破巖能力差，僅適合在煤巷中使用，使用范圍受到很大限制。 “八五”期間，我國又相繼開發(fā)出了3種重型掘進機，它們是EBJ-160、EBJ-160H和EBJ-132型掘進機，其中由煤炭科學(xué)研究總院太原分院開發(fā)的EBJ-160型掘進機獲國家科技進步二等獎，達到了20世紀90年代初國際先進水平。它的研制成功，標志著我國掘進機研究制造水平和綜掘機械化水平均邁上了新臺階。,21,國內(nèi)掘進機主要研究及制造單位,煤炭科學(xué)研究總院太原分院 煤炭科學(xué)研究總院上海分院 佳木斯煤礦機械有限公司 南京晨光集團有限公司 淮南煤礦機械廠,22,我國煤巷掘進機主要技術(shù)參數(shù),23,AM50、S-100型掘進機,AM50、S-100型懸臂式掘進機是20世紀80年代我國以技貿(mào)合作方式引進生產(chǎn)的中硬煤層巷道掘進機。設(shè)備集切割、裝運和行走為一體， 采用了多種新結(jié)構(gòu)、新技術(shù)， 具備切割夾矸的能力， 截割功率均為100kW， 截割斷面積8~18m2， 機重約20t。 AM50、S-100型掘進機為縱向切割頭， 切割面積較小， 但單刀切割力較大， 能切割較硬的巖石，適應(yīng)多種地質(zhì)條件。這2種機型都具有體積小、質(zhì)量輕， 安裝移設(shè)靈活等特點。后配套設(shè)備為QZP-160型轉(zhuǎn)載機、SSJ-600型可伸縮帶式輸送機， 實現(xiàn)國產(chǎn)化后已在全國累計推廣200多臺， 投入使用以來多次突破年進萬米大關(guān)。,24,AM50、S-100型掘進機,但AM50型、S-100型懸臂式掘進機均為國外上世紀70年代的產(chǎn)品， 設(shè)備功率小、機身輕、破巖能力低及電控裝備可靠性差，僅適合在條件較好的煤或半煤巖巷道中使用。 近年來，我國相繼開發(fā)了EBJ-200型、EBJ-160型、EBJ-132型、EBJ-120TP型和EBJ-110SH型懸臂式掘進機，從根本上解決了傳統(tǒng)掘進機的技術(shù)缺陷，技術(shù)性能達到了20世紀末國際先進水平， 正逐步推廣應(yīng)用，將逐漸取代傳統(tǒng)的掘進機，并已取得了良好效果。,25,EBJ-160型半煤巖巷掘進機,國家“八五”科技攻關(guān)重點項目產(chǎn)品，該機采用多種先進的結(jié)構(gòu)設(shè)計，整體布置合理，工作可靠，具有生產(chǎn)能力大、切割硬度高、調(diào)動速度快、工作穩(wěn)定性好、截齒消耗低等特點， 其整機綜合指標達到90年代初國際同類機型先進水平。 EBJ-160掘進機后配ES-800轉(zhuǎn)載機和SSJ-800/240伸縮帶式輸送機。 EBJ-160型重型掘進機不但適用于煤和半煤巖綜采工作面巷道掘進，也適用于類似條件的工程隧道掘進。目前該機已經(jīng)批量生產(chǎn)，并出口俄羅斯，同時也在河南、四川等鐵路隧道工程上推廣使用。 該機1996年被國家科學(xué)技術(shù)委員會等五部委授于國家級新產(chǎn)品，1998年獲煤炭工業(yè)科技進步一等獎，1999年獲國家科技進步二等獎。,26,EBJ-132、EBJ-120型掘進機,針對AM50、S-100型掘進機在使用中暴露出的截割能力小、穩(wěn)定性和工作可靠性較差的問題，我國自行研制開發(fā)了EBJ-132型、EBJ-120TP型掘進機。這些新產(chǎn)品具有以下技術(shù)特點: 機身矮、重心低、結(jié)構(gòu)緊湊、可靠性高、操作簡單、維護方便，適合于中等斷面巷道掘進； 采用小直徑截割頭， 單刀力大， 截齒布置合理， 破巖過斷層能力強，切割振動小，工作穩(wěn)定性好； 星輪裝載機構(gòu)采用液壓馬達直接驅(qū)動，取消了減速器， 提高了裝載機構(gòu)的可靠性；采用無支重輪履帶行走機構(gòu)， 性能可靠，維護量?。?液壓系統(tǒng)采用自動加油系統(tǒng)全封閉油箱，確保了油液清潔度，增加了液壓系統(tǒng)的可靠性；,27,EBJ-132、EBJ-120型掘進機,電氣系統(tǒng)采用可編程序控制器(PLC)作為主控制器，保護功能強，具有工況檢測和故障診斷功能“ 目前，EBJ-132型掘進機已推廣應(yīng)用20多臺，EBJ-120TP型掘進機2001年通過煤炭工業(yè)協(xié)會技術(shù)鑒定后，已應(yīng)用30多臺，使用效果良好。 EBJ-120型掘進機榮獲2003年煤炭工業(yè)協(xié)會科技進步特等獎。,28,煤炭科學(xué)研究總院太原分院,在過去的30余年來，已研究成功了10余種型號的掘進機。近年來，太原分院在EBJ-160型掘進機的基礎(chǔ)上，又相繼開發(fā)了EBJ-200、EBJ-120、EBH/J-132、EBJ-50、EBJ-150等型號的掘進機。其中，EBJ-160型掘進機和EBJ-120TP型掘進機是國內(nèi)已取得的最新階段性成果。 EBJ-160型掘進機是國家“八五”攻關(guān)項目，于1997年通過了技術(shù)鑒定。該機主要性能指標達到了90年代初國際同類機型的先進水平，1999年獲國家科技進步二等獎，1998年獲煤炭工業(yè)科技進步一等獎。 EBJ-120TP型掘進機于2002年通過了中國煤炭工業(yè)協(xié)會的鑒定。其在總體設(shè)計、適應(yīng)性、可靠性等方面達到了同類產(chǎn)品的國際先進水平，是現(xiàn)役中型掘進機理想的換代機型。,29,EBJ-120TP型掘進機與國內(nèi)同類機型比較的特點,整機結(jié)構(gòu)緊湊、設(shè)計合理。該機克服了現(xiàn)役機型在結(jié)構(gòu)和布局上的不足，采用主機架兩側(cè)與履帶架相聯(lián)接構(gòu)成了整機機體，主機架還采用前后機架分體結(jié)構(gòu)，方便了井下運輸。 機身矮、適應(yīng)性好。機身高度只有1.55m，比現(xiàn)機型矮200mm以上，可適合于小斷面的巷道掘進；而最大切割斷面與其它機型基本相同，適用范圍大。 生產(chǎn)能力大、破巖能力強、工作穩(wěn)定性好。該機生產(chǎn)能力大。適合于煤巷的快速掘進；截割頭平均直徑比同類機型減小了20%，截齒單刀力有較大提高，破巖能力強，截割振動?。煌瑫r，由于機重比同類機型重40%，且重心低，其工作穩(wěn)定性優(yōu)于現(xiàn)有機型。,30,EBJ-120TP型掘進機與國內(nèi)同類機型比較的特點,采用液壓馬達直接驅(qū)動裝載機構(gòu)。傳統(tǒng)的掘進機裝載機構(gòu)一般采用電機通過錐齒輪減速器驅(qū)動耙爪，中間還有2～3級圓柱齒輪傳動，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、井下維護較困難。由于其經(jīng)常在水及煤泥中工作，減速器內(nèi)易受污染，造成軸承、密封及齒輪等的損壞，壽命僅500h。EBJ-120TP掘進機采用了液壓馬達直接驅(qū)動星輪裝載機構(gòu)，省去了較為復(fù)雜的圓錐齒輪減速器傳動機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定，可靠性高，減少了維護量。,31,EBJ-120TP型掘進機與國內(nèi)同類機型比較的特點,采用無支重輪履帶行走機構(gòu)和履帶導(dǎo)向輪黃油缸張緊支承塊鎖定裝置。傳統(tǒng)的掘進機履帶機構(gòu)一般設(shè)有5～9個支重輪，由于其經(jīng)常在煤泥中工作，支重輪的密封、軸承極度易損壞，造成其可靠性低、壽命短，維護不及時，造成支重輪經(jīng)常處于不轉(zhuǎn)狀態(tài)。一般的履帶張緊裝置采用黃油缸或機械螺旋張緊履帶鏈，履帶工作時油缸不能泄壓，造成油缸承受過高的壓力，一般為50～70Mpa，造成其易損壞、可靠性低。EBJ-120TP型掘進機的履帶行走機構(gòu)采用了上述結(jié)構(gòu)，取消了支重輪，履帶機構(gòu)工作時，張緊油缸處于泄壓狀態(tài)，避免了黃油缸在行走時承受過高壓力，同時也改善了履帶板的受力狀況，提高了履帶行走機構(gòu)的可靠性。,32,EBJ-120TP型掘進機與國內(nèi)同類機型比較的特點,采用了PLC控制，具有電氣故障顯示功能。采用PLC控制技術(shù)減少了電氣故障率，設(shè)置故障顯示功能，可在不斷電、不開蓋的情況下初步判斷故障的所在部位。 液壓系統(tǒng)簡單可靠。采用開式液壓回路及多級過濾系統(tǒng)，并增設(shè)自動加油裝置，以免開箱加油造成油液污染，提高液壓系統(tǒng)的可靠性。 安全保護系統(tǒng)完善。主回路設(shè)有接觸器主觸頭粘連保護、漏電閉鎖保護、短路保護，各電機設(shè)有過流、過熱、過載、缺相等保護，電控系統(tǒng)設(shè)有機電連鎖和警告，以保證機器和人身的安全。,33,3. EBZ160TY型掘進機,34,EBZ160TY型掘進機,EBZ160TY型掘進機是在分析了當前國內(nèi)外掘進設(shè)備發(fā)展趨勢，汲取了多種型號掘進機研制經(jīng)驗，與用戶共同合作開發(fā)，以截割硬度≤f8、適應(yīng)較大斷面、高可靠性、快速掘進為主要特征的部分斷面懸臂式重型掘進機。 該機型已經(jīng)批量生產(chǎn)，首批將于2005年9月出廠，以滿足市場需求。,35,EBZ160TY型掘進機,,二、主要技術(shù)參數(shù)與結(jié)構(gòu)特點 主要技術(shù)參數(shù),機重/t 51.5 總功率/kW 250 截割功率/kW 160 長/m 9.8 寬/m 2.55 高/m 1.7 臥底深度/mm 250 地隙/mm 250 接地比壓/MPa 0.14 槽寬/mm 610 龍門高度/mm 400,36,EBZ160TY型掘進機,,鏈速m/s-1 1.2 鏈條規(guī)格 18×64 運輸形式 邊雙鏈刮板 行走速度 m/min－1 0～15 接地長度 m 3.0 防滑型式 摩擦離合器制動 履帶板寬度/mm 600 泵站功率 /kW 90 系統(tǒng)壓力/MPa 23 油箱容積/L 640 供電電壓/V 1140 隔爆型式 隔爆兼本質(zhì)安全型,37,EBZ160TY型掘進機,,2.EBZ160TY型掘進機技術(shù)特點：,截割能力強，經(jīng)濟截割硬度≤f8 截割電機采用恒功率雙速電機，調(diào)速方便 采用緊湊化設(shè)計，重心位置低，工作穩(wěn)定性好 對復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性好 裝運能力大，過載能力強 液壓系統(tǒng)采用帶負載敏感控制的恒功率變量泵及比例多路換向閥等新元部件，系統(tǒng)發(fā)熱量小，效率高。,38,EBJ-120TP型掘進機,EBZ160TY型掘進機其機重達51.5t，截割功率160kW，截割頭轉(zhuǎn)速慢速32 r/min，截割線速度1.58m/s，截割單刀力5608N，且總體布局均衡、緊湊、合理，使得該機具有經(jīng)濟截割≤f8硬巖的強大切割能力及良好的切割穩(wěn)定性。,另外該機首次采用恒功率雙速電機，截割功率不變，輸出轉(zhuǎn)速有高、低兩檔。低速時，輸出扭矩大，用于截割硬巖，高速時輸出轉(zhuǎn)速高，用于截割煤，具有很好的適應(yīng)性。,39,EBJ-120TP型掘進機,,掘進機截割頭的形狀、尺寸及截齒的排列、單刀力的大小等都影響著掘進機破巖的效率、工作穩(wěn)定性和經(jīng)濟性。通過大量循環(huán)的假巖壁切割實驗及切割狀況研究分析，建立了一套切實有效的半煤巖截割頭的設(shè)計概念及方法，合理的確定出截割頭的各個參數(shù)。 該機截齒采用鎬形截齒，截齒數(shù)量36把，截割頭平均直徑946mm，截割頭全長900mm。,40,EBJ-120TP型掘進機,,該機采用600mm寬的整體式履帶板及無支重輪行走機構(gòu)，履帶行走速度0～15m/min，驅(qū)動功率2×40kW，設(shè)計最大驅(qū)動力2×275kN，通過比壓減小，增強牽引力和爬坡能力以提高對復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性。,41,EBJ-120TP型掘進機,,EBZ160TY型掘進機液壓系統(tǒng)采用帶負載敏感控制的恒功率變量泵及比例多路換向閥等新元部件，能更好的適應(yīng)掘進機的工況，并系統(tǒng)發(fā)熱量小，效率高。,EBZ160TY型掘進機星輪轉(zhuǎn)速為45r/min，裝載馬達排量為2000ml，裝載能力大，輸出扭矩大，過載能力強 。,42,EBJ-120TP型掘進機,該機設(shè)置內(nèi)、外噴霧，可有效抑制粉塵、消滅火花及冷卻截齒等，改善工作環(huán)境，消除安全隱患。 通過多循環(huán)內(nèi)噴霧試驗，首創(chuàng)旋轉(zhuǎn)水封浮動裝置，解決了由于旋轉(zhuǎn)軸與水封不同心及切割振動造成的旋轉(zhuǎn)水封過快失效等問題，使旋轉(zhuǎn)水封的使用壽命從幾十個小時提高到300小時以上。,43,4. 國內(nèi)掘進機存在的問題,綜觀我國掘進機發(fā)展水平與現(xiàn)狀，與國外相比，還存在一定差距，主要表現(xiàn)有以下幾點： 掘進支護不能平行作業(yè)，并且支護時間是切割時間的2～3倍，掘進機開機率低，限制了進尺水平的提高。 隨著切割巖石硬度的提高，掘進機的噴霧除塵效果較差。 基礎(chǔ)研究薄弱，設(shè)計理論落后，缺乏專門的計算機開發(fā)軟件。 受基礎(chǔ)工業(yè)水平的制約，國產(chǎn)掘進機制造質(zhì)量不穩(wěn)定，元部件的可靠性還有待提高。 后配套缺少規(guī)范化，配套設(shè)備跟不上，使掘進機的效率不能充分發(fā)揮。 煤礦管理水平落后，資金不足，礦工素質(zhì)差等也制約了掘進機的發(fā)展。,44,5. 掘進機的發(fā)展趨勢,1）適用范圍不斷擴大。隨著科學(xué)技術(shù)的進步，掘進機的適用范圍在不斷擴大，除繼續(xù)致力于完善截割煤的功效外，同時還努力提高有效截割巖石硬度的能力；掘進機的掘進斷面也在逐步擴大，最大達到30～40m2；適應(yīng)坡度達到16～18O。為了提高掘進機的適用范圍和通用性，機器高度降到了1.5m左右，從而也提高了機器的截割穩(wěn)定性；隨著截割巖石硬度的提高，掘進機向大截割功率、重型、超重型方向發(fā)展，與此相適應(yīng)的耐磨、低耗、高強度截齒的性能也逐步提高。據(jù)資料介紹，有的重型掘進機重達80～100t，截割功率達350kw，截齒的硬質(zhì)合金最大直徑達30mm，有效截割巖石的抗壓強度達到100Mpa以上。,45,掘進機的發(fā)展趨勢,2）工作可靠性不斷提高。機器的可靠性是其進行高效作業(yè)的根本保證。因此，掘進機各部分的結(jié)構(gòu)型式、傳動方式、使用材質(zhì)等都要建立在實踐驗證的基礎(chǔ)上?，F(xiàn)有機型的截割機構(gòu)一直沿用電動機——減速器的傳動方式，元件的選型遵循著擇優(yōu)的原則，機器加工多在專業(yè)廠家加工制造。齒輪傳動箱按標準進行例行試驗。液壓元件的工作壓力，考慮到煤礦作業(yè)的特殊性，實行降壓使用，工作壓力僅為元件額定壓力的一半以下，多控制在14～20Mpa。電控元件要經(jīng)過嚴格篩選，控制系統(tǒng)廣泛采用了PLC技術(shù)，電控設(shè)備隔爆、本質(zhì)安全性能及型式檢驗手段不斷完善，確保使用的安全性。,46,掘進機的發(fā)展趨勢,3）機電一體化趨勢明顯。隨著實用型新技術(shù)的發(fā)展，新型掘進機機電一體化趨勢越來越明顯。主要表現(xiàn)為：推進方向監(jiān)控、切割電機功率自動調(diào)節(jié)、截割路徑循環(huán)程控、離機遙控操作、切割斷面輪廓尺寸監(jiān)控及工況檢測和故障診斷等。雖然還有部分技術(shù)尚需時間的考核，但掘進機機電一體化的發(fā)展趨勢不會變。,47,掘進機的發(fā)展趨勢,4）不斷探索新的切割技術(shù)。目前還在不斷地研究、試驗新的切割技術(shù)，如高壓水射流和沖擊式切割技術(shù)等方面的研究。 5）開發(fā)煤巷快速掘進設(shè)備。在許多國家，高效掘進中多配套錨桿支護技術(shù)，從而簡化支護工作，提高掘進速度，降低支護成本。在煤巷掘進中試驗應(yīng)用截割、支護平行作業(yè)方式，采掘錨聯(lián)合機組已在澳大利亞、英國等國家使用，實際應(yīng)用效果較好。 6）掘進裝備的綜合配套能力進一步加強。 7）研究試驗手段更趨完善。,48,6. 高效掘錨機組,高產(chǎn)高效礦井建設(shè)的崛起，采煤效率的提高，引發(fā)了采與掘的矛盾。通常由于工作面推進速度的加快，巷道的消耗也加快因而提出了對快速掘進設(shè)備的需求。,49,1）國外綜合機械化掘進機設(shè)備現(xiàn)狀,國外綜合機械化掘進機設(shè)備大致可分為兩類 一類是歐洲國家普遍使用的懸臂式部分斷面掘進機，它適用范圍廣，但掘進、支護不能平行作業(yè)，掘進效率低、開機率低。 另一類是以美國和澳大利亞為代表的橫軸滾筒式連續(xù)采煤機和掘錨綜合機組，兩者均可以實現(xiàn)煤巷的快速掘進、開機率高，掘進效率高。 而掘錨綜合機組則較好地解決了掘進與支護的相對平行作業(yè)和安全支護問題，使掘進與支護工藝得到了有效的結(jié)合。,50,國外采掘錨機組主要廠商,國外采掘錨機組主要有奧地利阿爾卑尼公司生產(chǎn)的ABM12型、ABM14型、ABM20型、ABM30型，例如ABM20型掘錨聯(lián)合機組，可以在掘進的同時，在距迎頭1.2米處進行錨桿支護作業(yè)，樣機于1990年在澳大利亞塔摩爾煤礦試產(chǎn)后，已經(jīng)在南非、澳大利亞等許多國家的采礦業(yè)取得良好的聲譽； 德國Paurat公司生產(chǎn)的E230型掘錨聯(lián)合機組，它在德國也取得良好的使用效果。,51,連續(xù)采煤機上加載錨桿鉆機,另一種實現(xiàn)掘錨聯(lián)合作業(yè)的形式是在連續(xù)采煤機上加載錨桿鉆機，實現(xiàn)部分掘支同步作業(yè)，如澳大利亞海德拉馬工程公司在連續(xù)采煤機上安裝ARO系列4000型頂板錨桿鉆機和5000型側(cè)幫錨桿鉆機，取得相當多的使用經(jīng)驗。 國外主要生產(chǎn)連續(xù)采煤機的廠家有美國JOY公司CM系列、英格索蘭生產(chǎn)的LN800連續(xù)采煤機、朗一艾道公司的CM系列、杰弗利公司及英國BJD公司。,52,JOY公司掘錨機組,,53,2）連續(xù)采煤機和掘錨聯(lián)合機組優(yōu)點,與普通使用的掘進機相比，連續(xù)采煤機和掘錨聯(lián)合機組具有節(jié)省裝鉆機的時間、提高掘進速度、縮短生產(chǎn)周期、支護及時可靠等特點。 國外普遍認為掘錨聯(lián)合機組是未來采掘工業(yè)的發(fā)展方向。,54,3) 國內(nèi)掘錨聯(lián)合機組和連續(xù)采煤機的研制現(xiàn)狀,而我國只有部分煤礦引進使用連續(xù)采煤機，而在掘錨聯(lián)合機組和連續(xù)采煤機的研制方面幾乎是空白，盡管國內(nèi)各大科研院所、生產(chǎn)廠家、煤礦企業(yè)曾開展過規(guī)模不等的連續(xù)采煤機、掘進機機載錨桿等技術(shù)的國產(chǎn)化研究，但均存在一些問題，仍沒有真正成功應(yīng)用于煤礦生產(chǎn)。 對連續(xù)采煤機和掘錨聯(lián)合機組的研究，是發(fā)展我國采掘工業(yè)，盡快實現(xiàn)連續(xù)采煤機和掘錨聯(lián)合機組的國產(chǎn)化，以適應(yīng)國際先進采掘水平的需要。,55,4）我國高產(chǎn)高效礦井建設(shè)對發(fā)展掘錨一體技術(shù)的需求,目前國產(chǎn)化的煤及半煤巖掘進機，均停留在部分斷面懸臂式掘進機的形式上，雖然在配套的支護技術(shù)、除塵技術(shù)和截割技術(shù)方面取得了一定的成果，但由于懸臂式掘進機的局限性，在生產(chǎn)工藝上存在無法解決的弱點，支護與割煤不可能做到同步作業(yè)（在一個工作循環(huán)時間內(nèi)，支護占時50％～60％，割煤占時20％～30％，系統(tǒng)故障占時10％～15％），因此無法從根本上提高掘進效率。 國內(nèi)一些科研單位和生產(chǎn)廠家曾嘗試在懸臂式掘進機上安裝機載錨桿，但由于受到掘進機結(jié)構(gòu)的限制，機載錨桿鉆機只能安裝在升降臂后部，造成空頂距加大（約3～4m），無法適應(yīng)我國普遍礦區(qū)頂板條件差的特點。,56,5）掘錨機組引進情況,我國曾先后進口美國JOY公司的12CM-11、12CM-9B、12CM11-9BLN連續(xù)采煤機，美國費爾奇公司生產(chǎn)的MK-22型薄煤層連續(xù)采煤機，英格索蘭LN800型連續(xù)采煤機和杰弗里1036RB型連續(xù)采煤機，共計40余臺，在大同、神府等礦區(qū)均取得不俗的成績，它們既可用于煤巷掘進，又可用于工作面開采，掘進速度是普通掘進機進尺的2～3倍，充分展現(xiàn)了該機采掘合一、設(shè)備運轉(zhuǎn)靈活、出煤快的特點。 從使用效果看，連續(xù)采煤機相當于長壁綜采水平，但勞動強度和噸煤成本低于綜采。 隨著我國采掘工業(yè)不斷向高產(chǎn)高效發(fā)展，引進的進口設(shè)備又陸續(xù)需要更新?lián)Q代，國內(nèi)對連續(xù)采煤機和掘錨聯(lián)合機組的需求必然不斷迫切，發(fā)展掘錨聯(lián)合機組意義重大。,57,6）研究開發(fā)內(nèi)容,隨著我國采掘工業(yè)不斷向高產(chǎn)高效發(fā)展，引進的進口設(shè)備又陸續(xù)需要更新?lián)Q代，國內(nèi)對連續(xù)采煤機和掘錨聯(lián)合機組的需求必然不斷迫切，發(fā)展掘錨聯(lián)合機組意義重大。 掘錨一體技術(shù)是含設(shè)備和工藝技術(shù)而一的專項技術(shù)，其主要的研究內(nèi)容有以下幾個方面： 作業(yè)工藝的確定 主機的攻關(guān)主要包括主機總體參數(shù)的確定、截割機構(gòu)的研究、大運量裝運系統(tǒng)的攻關(guān)和機電一體化的實現(xiàn)。 大轉(zhuǎn)矩、高可靠的錨桿機具的研究 鉆機與主機的一體化研究,58,Thank You！,59,