悬臂式掘进机介绍

1、悬臂式掘进机悬臂式掘进机介绍介绍 主讲人：郭金山主讲人：郭金山 曹昊曹昊 2015.6.12021-10-2621. 我国悬臂式掘进机的发展现状 1 1）第一阶段（）第一阶段（60706070年代）：以引进为主，同时消化吸收年代）：以引进为主，同时消化吸收 特点：使用范围变广特点：使用范围变广, ,切割能力提高切割能力提高, ,有切割夹岩和过断层的能有切割夹岩和过断层的能力力2 2）第二阶段（）第二阶段（70807080年代）：逐步实现国产化年代）：逐步实现国产化 特点：可靠性较高特点：可靠性较高, ,半煤岩巷的掘进技术已达到相当的水平半煤岩巷的掘进技术已达到相当的水平3 3）第三阶段（）第三

2、阶段（8080年代到今天）：重型机型开始大批出现年代到今天）：重型机型开始大批出现 特点：功能更加完善，逐步发展全岩巷的掘进特点：功能更加完善，逐步发展全岩巷的掘进1. 我国悬臂式掘进机的发展现状 目前目前, ,我国悬臂掘进机技术已经跃上了一个新的台阶我国悬臂掘进机技术已经跃上了一个新的台阶, ,总体水平接近总体水平接近国外同行国外同行. .取得的成绩主要有取得的成绩主要有: :相继开发出三种重型掘进机相继开发出三种重型掘进机, ,它们是它们是EBJ-160EBJ-160型型,EBJ-160H,EBJ-160H型和型和EBH-132EBH-132型型, ,其中其中EBJ-160EBJ-160型

3、掘进机获国家科技进步二等奖型掘进机获国家科技进步二等奖, ,它的研制成功使我国的掘它的研制成功使我国的掘进机研究与制造水平迈上了一个新台阶进机研究与制造水平迈上了一个新台阶, ,标志着我国掘进机研制开发水平标志着我国掘进机研制开发水平进入国际先进行列进入国际先进行列, ,使国产掘进机可截割抗压强度使国产掘进机可截割抗压强度80MPa80MPa的岩石的岩石, ,使用范围使用范围不断扩大不断扩大, ,目前已推广到铁路、公路、水利建设等部门目前已推广到铁路、公路、水利建设等部门, ,并出口俄罗斯并出口俄罗斯. .1. 我国悬臂式掘进机的发展现状完成了硬岩截齿的研究完成了硬岩截齿的研究, ,研制出研制

4、出“三高三高”硬质合金刀头和新的截齿硬质合金刀头和新的截齿制造工艺制造工艺, ,使我国的硬岩截齿达到国际先进水平使我国的硬岩截齿达到国际先进水平. .对高压水射流辅助截割技术和惯性冲击辅助截割技术进行了探索和对高压水射流辅助截割技术和惯性冲击辅助截割技术进行了探索和尝试尝试, ,并研制成功了并研制成功了ELMB-75CELMB-75C型振动式掘进机型振动式掘进机, ,现已批量生产现已批量生产. .将可编程控制器将可编程控制器(PLC)(PLC)成功应用到部分掘进机电控系统中成功应用到部分掘进机电控系统中, ,在电控在电控系统的保护插件及故障诊断等方面取得了一定的成绩。系统的保护插件及故障诊断等

5、方面取得了一定的成绩。2. 国外悬臂式掘进机的发展现状 目前目前, ,国外掘进机的型式趋于系列化和多样化国外掘进机的型式趋于系列化和多样化. .截割头的功率截割头的功率50400kW,50400kW,机重最轻的有十几吨机重最轻的有十几吨, ,最重的可达最重的可达160t.160t.国外新型掘进机均配国外新型掘进机均配备有完善的工况监测和故障诊断系统备有完善的工况监测和故障诊断系统, ,从而可早期发现故障从而可早期发现故障, ,快速排除快速排除故障故障, ,大大减少停机时间大大减少停机时间. .有些重型掘进机还可配置自动控制系统有些重型掘进机还可配置自动控制系统, ,可以可以使机器的生产率提高使

6、机器的生产率提高30%30%左右左右, ,还可以保证切割机构的负载平稳还可以保证切割机构的负载平稳, ,避免由避免由于人工操作不当引起的尖峰负荷于人工操作不当引起的尖峰负荷, ,从而延长机器的使用寿命约从而延长机器的使用寿命约20%.20%.此外此外, ,一些发达国家的掘进机电控系统一些发达国家的掘进机电控系统, ,除完成常规的控制以外除完成常规的控制以外, ,还具有遥控、还具有遥控、程控功能程控功能, ,增设掘进断面自动控制和掘进定向功能增设掘进断面自动控制和掘进定向功能, ,使掘进机按预定方使掘进机按预定方案作业案作业, ,大大提高了其自动化程度和掘进效率大大提高了其自动化程度和掘进效率.

7、 .3. 国内外悬臂式掘进机性能参数 注注: : H H为最大掘进高度为最大掘进高度; ; L L为最大掘进宽度为最大掘进宽度; ; EBZ260EBZ260、EBZ300EBZ300煤岩单向抗煤岩单向抗压强度均为压强度均为100MPa100MPa; ;EBH315,AHM105EBH315,AHM105 煤岩单向抗压强度均为煤岩单向抗压强度均为120MPa.120MPa.4.我国掘进机研制中存在的问题 虽然我国掘进机发展速度很快虽然我国掘进机发展速度很快, ,并且技术成熟并且技术成熟, ,但随着煤矿生产工但随着煤矿生产工艺的改进艺的改进, ,高产、高效矿井的建设高产、高效矿井的建设, ,它已

8、不能满足需要它已不能满足需要, ,主要表现在以下主要表现在以下几方面几方面: :锚杆支护的成功推广应用提高了巷道支护的可靠性锚杆支护的成功推广应用提高了巷道支护的可靠性, ,目前存在掘进、目前存在掘进、支护不能同步作业支护不能同步作业, ,据统计据统计, ,巷道支护约占用巷道支护约占用40%50%40%50%的掘进作业时间的掘进作业时间, ,这就使得掘进机的开机率大大降低这就使得掘进机的开机率大大降低, ,不能有效提高掘进速度不能有效提高掘进速度. .现有机型偏向于中、重型现有机型偏向于中、重型, ,虽然有些掘进机实现了矮型化设计虽然有些掘进机实现了矮型化设计, ,但但整体尺寸仍不能有效缩减整

9、体尺寸仍不能有效缩减, ,对低矮巷道的适应性还较差对低矮巷道的适应性还较差. .4.我国掘进机研制中存在的问题 内喷雾除尘系统使用的可靠性和适应性较差内喷雾除尘系统使用的可靠性和适应性较差, ,而外置机载除尘系统而外置机载除尘系统还比较困难还比较困难. .使用元部件的可靠性还不高使用元部件的可靠性还不高, ,不能适应截割硬煤岩产生的震动及井不能适应截割硬煤岩产生的震动及井下恶劣的工作条件下恶劣的工作条件. .对于提高截割效率方面的设计和设备配套还不完善对于提高截割效率方面的设计和设备配套还不完善. .电子元器件的选型面窄、电子保护插件的可靠性不高电子元器件的选型面窄、电子保护插件的可靠性不高.

10、 .电控技术还电控技术还不能适应通用性、灵活性、可扩展性、准确性及响应速度快速的需要不能适应通用性、灵活性、可扩展性、准确性及响应速度快速的需要. .5.悬臂式掘进机发展趋势 1. 1.重型、大功率化重型、大功率化 随着采煤机械化程度的提高和巷道断面的不断扩大，掘进机面对随着采煤机械化程度的提高和巷道断面的不断扩大，掘进机面对越来越硬和研磨性更强的岩石越来越硬和研磨性更强的岩石 ，因此，开发研制高功率，大质量的重，因此，开发研制高功率，大质量的重型硬岩掘进机尤为迫切。目前，国外许多重型掘进机截割功率达到型硬岩掘进机尤为迫切。目前，国外许多重型掘进机截割功率达到 200200400 k W400

11、 k W，最高可达，最高可达 500 k W 500 k W。而我国重型掘进机尚处于发展阶。而我国重型掘进机尚处于发展阶段，截割功率目前已达段，截割功率目前已达 300 k W 300 k W。越来越高的截割功率虽然可提供给。越来越高的截割功率虽然可提供给截割头巨大的截割力，但使机器的振动进一步加剧，对生产率、机器截割头巨大的截割力，但使机器的振动进一步加剧，对生产率、机器的寿命和日常保养都将产生不利影响。随之而来的是机器的重量将越的寿命和日常保养都将产生不利影响。随之而来的是机器的重量将越来越大，以增加稳定性。来越大，以增加稳定性。5.悬臂式掘进机发展趋势 2. 2.掘、钻、锚一体化掘、钻、

12、锚一体化 在目前巷道掘进中，巷道支护占用了掘进工作在目前巷道掘进中，巷道支护占用了掘进工作4050%4050%时间。为时间。为了提高掘进速度，将掘进、支护同时进行，大大提高掘进效率。促使了提高掘进速度，将掘进、支护同时进行，大大提高掘进效率。促使掘、钻、锚一体化不断进入人们的视线，研制集掘、钻、锚为一体的掘、钻、锚一体化不断进入人们的视线，研制集掘、钻、锚为一体的采掘锚综合机组采掘锚综合机组 ，实现了快速掘进的同时又能打眼安装锚杆，支护顶，实现了快速掘进的同时又能打眼安装锚杆，支护顶板、侧帮板、侧帮 ，实现了掘进、支护平行作业，解决了掘进机利用率低的问，实现了掘进、支护平行作业，解决了掘进机利

13、用率低的问题。因此，掘、钻、锚一体化是实现巷道快速掘进题。因此，掘、钻、锚一体化是实现巷道快速掘进 , ,满足高产、高效满足高产、高效工作面发展需要的重要技术途径。工作面发展需要的重要技术途径。5.悬臂式掘进机发展趋势3. 3. 矮型化矮型化 随着悬臂式掘进机的重量、切割功率不断加大，使得掘进机的机随着悬臂式掘进机的重量、切割功率不断加大，使得掘进机的机身也越来越大，使之在巷道中的运行很不便，以至于矮型化逐渐被认身也越来越大，使之在巷道中的运行很不便，以至于矮型化逐渐被认知。注重发展机身较低的机型知。注重发展机身较低的机型 ，以易于井下运输和适用于掘进中、小，以易于井下运输和适用于掘进中、小断

14、面巷道断面巷道 ，同时也为配置其他辅助设备（锚杆安装机、辅助工作平台，同时也为配置其他辅助设备（锚杆安装机、辅助工作平台等）带来了方便。随着我国煤炭采掘业的不断发展，中厚煤层将逐步等）带来了方便。随着我国煤炭采掘业的不断发展，中厚煤层将逐步减少，和国家政策的需求，煤矿巷道必然趋于薄煤层、半煤岩巷道，减少，和国家政策的需求，煤矿巷道必然趋于薄煤层、半煤岩巷道，因此，有一定的破岩能力，机身矮或窄、功率大的机型会成为今后市因此，有一定的破岩能力，机身矮或窄、功率大的机型会成为今后市场主要机型。场主要机型。5.悬臂式掘进机发展趋势4.4.喷雾降尘设备的强化喷雾降尘设备的强化 目前目前 , ,掘进机大多

15、设有内、外喷雾装置，但对呼吸性粉尘降尘效掘进机大多设有内、外喷雾装置，但对呼吸性粉尘降尘效果差，喷嘴堵塞严重。因此，对现有机型设置机载降尘设备，强化外果差，喷嘴堵塞严重。因此，对现有机型设置机载降尘设备，强化外喷雾的使用效果，将会使掘进机在工作时的粉尘浓度大大降低。喷雾的使用效果，将会使掘进机在工作时的粉尘浓度大大降低。5.悬臂式掘进机发展趋势 5. 5.自动化、智能化自动化、智能化 由于煤岩、岩石的物理和机械性质的差异性很大，层理和节理发由于煤岩、岩石的物理和机械性质的差异性很大，层理和节理发育的煤岩体，其强度要低于层理和节理不发育的煤岩体育的煤岩体，其强度要低于层理和节理不发育的煤岩体; ;沿垂直层理方沿垂直层理方向的强度要高于水平层理方向的强度。促使悬臂式掘进机在切割岩石向的强度要高于水平层理方向的强度。促使悬臂式掘进机在切割岩石的时候，工作机构的载荷有很大的随机性。使得悬臂式掘进机的总体的时候，工作机构的载荷有很大的随机性。使得悬臂式掘进机的总体性能变得很差，并不利于掘进机的稳定性，使得悬臂式掘进机的寿命性能变得很差，并不利于掘进