采掘机械魏振宇修改2

PAGE1《采掘机械》认知实习报告实习项目:采煤机、掘进机、支护设备助学院校:河南理工大学自考助学专业:机电设备与管理姓名:魏振宇自考助学学号:040213200207成绩:指导教师签名:河南理工大学成人高等教育2O14年12月27日目录1中国平煤神马集团二矿简介 11.1单位概况 11.2管理机构的组织系统 11.3机械装备情况 11.4实习的时间、地点、主要工作等 12采煤机 22.1采煤机简介 22.2采煤机的主要组成 22.2.1电动机及其电气设备 22.2.2.牵引部 22.2.3截割部 32.2.4附属装置 32.3滚筒采煤机工作原理 32.4滚筒的旋转方向 32.5采煤机的维护 43掘进机械 53.1掘进机的主要参数 53.1.1整机参数 53.1.2截割部参数 63.1.3

铲板部参数 63.1.4第一运输机参数 63.1.5行走部参数 63.1.6液压部参数 73.1.7水系统参数 73.1.8电气部分参数 73.1.9辅助机械部份（可选） 83.2断面掘进机的类型及适用的场合 83.2.1支撑式(敞开式或开敞式)TBM 83.2.2护盾式TBM 83.2.3扩孔式TBM 93.2.4摇臂式岩石掘进机 103.3掘进机选型依据及注意事项 104液压支架 114.1液压支架概述 114.2液压支架工作原理 114.2.1支架的升降和推移 114.2.2支架的承载的过程 124.3液压支架的分类及特点 134.4液压支架的组成部分 174.4.1顶梁 174.4.2底座 184.4.3掩护梁 194.4.4连杆 194.4.5立柱 204.4.6千斤顶 214.4.7推移装置 214.4.8活动侧护板 224.4.9护帮装置 234.4.10防倒、防滑装置 244.5液压支架日常维护 255实训总结 26参考资料 28PAGE331中国平煤神马集团二矿简介1.1单位概况平煤股份二矿位于平顶山市境内，1955年建矿，平顶山第一座煤矿（平煤股份二矿）开始建设，平顶山矿区是新中国自行勘探、设计、建设的第一座特大型煤炭基地，矿井工业储量3.5亿吨，可采储量1.7亿吨，设计生产能力为180万吨/年，2009年经技术改造后设计为210万吨/年，是平顶山天安煤业股份有限公司骨干矿井之一。主要可采煤层为己组，平均厚度5.85米，属低中灰、特低硫、低磷、高熔点焦瘦煤，是优质冶炼用煤。

经过二矿历届领导班子的励精图治，全体干部职工的辛勤工作，矿井先后荣获了“全国煤炭工业文明煤矿”、“全国煤炭经济研究先进单位”、“河南省文明单位”和“河南省五优矿井”等重要荣誉称号。1.2管理机构的组织系统由矿长和党委书记构成的领导班子，下属各个科室。有掘进队，水电队，采煤队，后勤，工会。总指挥：胡建军副总指挥：王建兵李爱国孙国庆陈建国李刚成员：李国风郑建民郑学兵武海兵董文强王鸿飞吕卫国赵向军张学军贾国庆鲁海志韩文忠杨金龙下设：掘进队队长：高强带班长：李军张振兵王建峰成员：掘进队成员水电队队长：董文斌带班长：李海峰李卫国朱小兵成员：水电队成员采煤队队长：张学军班组长：李军钱书会成员：采煤队成员后勤部部长：李琴成员：后勤部成员公会书记：冯献峰成员：公会成员1.3机械装备情况我们使用的支撑式液压支架，两柱掩护式和四柱支撑掩护式支架，这些系列化一般用于缓倾斜中厚煤层及厚煤层分层开采。常用的输送设备：皮带机、刮板输送机。支护设备：液压支架、单体支柱、锚杆机。通风设备。巷道掘进设备：半煤岩掘进机全岩掘进机。采煤设备：采煤机。4422浮选精煤转载带式输送机B=1200MML=54970MMa=0-20-0°，减速机电机37KWi=25380V719G1带式输送机B=1400MML=71990MMa=0°，电机Y225S-437KW380V,减速机i=32.5913G1干燥煤泥转载带式输送机B=800MML=18119MMa=12°Q=150T/HV=2M/S,减速电机i=2518.5KW380V8713戊组煤四号点至戊组精煤仓带式输送机B=1000MML=32157MMɑ=1.5°Q=150T/HV=1.6M/S,减速电机i=31.511KW380V8710戊组精煤大倾角带式输送机功率=30KWY200L-4380V,减速电机i=31.553.2KW,8711戊组煤三号点至戊组煤四号点精煤带式输送机B=1000ML=126450MMɑ=18-0°Q=150T/HV=1.6M/S减速电机37KWi=31.5380v531G1外来煤仓至七号点带式输送机B=1000MML=108588MMɑ=0-3.114°Q=682T/HV=2.5M/S功率=55KWYB250M-4,i=25(偶合器)带式输送机传动部分762G带式输送机电机Y225S-437KW,减速机(带逆止器)功率=77.1KWi=16701G1主厂房至十六号点输送机电机Y225S-437KW,减速机(逆止器)功率=85KWi=20702G1主厂房至精煤仓输送机电机Y315M1-4132KW,减速机功率=164KWi=31.5250G1七号至六号点输送机电机(防爆)Y225S-437KW,减速机51.1KWi=25251G1六号至八号点带式输送机电机(防爆)Y225S-437KW,减速机51.1KWi=25901G1电机Y250M-4功率=55KW380V,减速机79KWi=20301G1八号点至主厂房带式输送机减速机i=1675KW380V偶合器349G1减速机电机18.5KWi=13.85刮板机输送机914G1干燥煤泥转载刮板机输送机B=800MML=5500MMQ=150T/HV=0.76M/S,11KWi=45705G1配仓刮板机B=1000MML=65000MMɑ=0°Q=600T/HV=0.9M/S,Y315S-4110KW,i=37.5706G1刮板机B=800MML=9000MMQ=150T/HV=0.76M/S,减速电机K107DM160M411KWi=45522G1配仓刮板机B=1400MML=29000MMɑ=0°Q=850T/HV=0.76M/S电机(防爆)Y250M-455KW,i=44.38302G1重型刮板机B=1200MML=22000MMQ=682T/HYB280S-475KWi=45带式给煤机562带式给煤机给料量:520-2000T/H,连续可调,给料度:0-550mm，变频器无级调速，给料机527给料机GZY-1523Q=400T/H给料粒度＜300MM双振幅0-8MM振动频率16HZ,电机(防爆)4KW380V,配全封闭型电液平板闸门一套翻车机561转子式翻车机O型转子式单车翻车机,最大起重量100T,以进车方向看,转子逆时针回转,翻车频率≥30车/小时,最大回转角度:175°厂家配套U=380V,轨道衡566轨道衡(静态)150型全电子静态轨道衡,单台面,最大秤量值:150T,最小分度值:e=50㎏,承重台长度:13M,轨距:1435㎜,计量精度:0.2级,配套计算机及大屏幕显示器1.4实习的时间、地点、主要工作等我是在2014年上半年进行的实习，在平煤二矿机修队进行工作，主要了解综采工作面安装与综采工作面的回采。综采工作面安装1.安装前必须成立安装指挥部。2.新设备下井前必须在地面做联合试运转。3.安装前，有运输线路及运输设备设计并按设计进行安装，生产矿长组织有关部门对运输线路，工作面工程进行预验收，存在问题按“四定”原则限期解决，然后由煤业公司组织有关部门再验收，对存在问题处理完成后方可开始安装。4.安装前必须制定跟（带）班制度,安装期间每班必须有一名矿领导带班，严格执行跟（带）班制度。5.设备全部安装完成并试运转正常，由煤业公司组织有关部室对工作面工程质量，设备安装质量进行验收并合格后方可开工生产。综采工作面的回采1.安全评价。瓦斯评价，水害评价和顶板灾害安全评价每月底对下月回采区域进行一次，具体要求按照煤业公司制定的评价办法及有关规定进行。2.安全技术措施。遇到地质变化、构造带，过老空区，过老巷等情况时，必须及时制定专项安全技术措施，并严格贯彻落实，上述措施由矿总工程师批准。3.在回采期间工作面需更换大型零部件或设备，或者工作面切巷变长需增加支架，或者工作面变短需撕帮时必须制定专项安全技术措施，并经矿总工程师审批执行。4.因矿井停产或其他原因造成工作面停产时，必须制定工作面维护安全技术措施和防自燃发火措施，并经矿总工程师审批执行。5.回采期间要制定探煤厚制度，根据煤厚情况调整生产工艺，提高回收率和煤质。需要落巷或提巷时，必须制定专项安全技术措施，经矿总工程师审批后执行。6.作业规程每月必须进行复查，根据实际情况及时修改，补充完善并由矿生产副总组织待查审批执行。7.安全质量监督及工程验收，矿主管部门巡回检查时间不超过二天，矿每周组织有关业务部门对安全工程质量检查一次，月底进行安全工程质量标准检查验收，对检查出的问题要按“三定”原则限期解决。8.在综采工作面回采过程中，有以下情况之一的，必须向煤业公司业务主管部门汇报：(1)地质条件变化，需要改变采煤方法时；(2)发现透水灾害征兆或已发生出水时；(3)瓦斯突然增大，造成瓦斯超限时；(4)工作面过老空区，老巷时；(5)工作面出现高温点，CO，有自燃倾向时；(6)大型零部件损坏或设备损坏时；(7)工作面及两巷发生冒顶威协安全生产时；(8)顶板坚硬大面积不跨落时；(9)由于其它原因造成工作面停产时。2采煤机2.1采煤机简介采煤机有不同的分类方法：按滚筒数目，可分为单滚筒、双滚筒采煤机；按煤层厚度可分为厚煤层、中厚煤层、薄煤层采煤机；按调高方式，可分为固定滚筒式、摇臂调高式、机身摇臂调高式采煤机；按牵引传动方式，可分为机械牵引、液压牵引、电牵引采煤机；另外，还可以按照机身设置方式、牵引工作机构、牵引机构设置等分类方式进行分类。滚筒式采煤机的采高范围大，对各种煤层适应性强，能截割硬煤，并能适应较复杂的顶底板条件，因而得到了广泛的应用。2.2采煤机的主要组成采煤机基本上以双滚筒采煤机为主，组成部分如图2-1：图2-1双滚筒采煤机1—电动机；2—牵引部；3—牵引链；4—截割部减速器；5—摇臂；6—滚筒；7—弧形挡煤板；8—底托架；9—滑靴；10—调高油缸；11—调斜油缸；12—拖缆装置；13—电气控制箱2.2.1电动机及其电气设备电动机及其电气设备主要包括电动机1和电气控制箱13。电动机1是采煤机的动力部分，它通过两端出轴驱动滚筒和牵引部。电动机为防爆型鼠笼式。电气控制箱13内装有各种电控元件，以实现各种控制及电气保护。2.2.2.牵引部牵引部由牵引传动装置和牵引机构组成，牵引机构是移动采煤机的执行机构，又分为链牵引和无链牵引。牵引部的主要作用是控制采煤机，使其按要求沿工作面运行，并对采煤机进行过载保护。2.2.3截割部截割部主要作用是落煤、碎煤和装煤，主要包括截割部减速器4和螺旋滚筒6。左右截割部减速箱4将电动机的动力经齿轮减速传到摇臂5的齿轮，以驱动滚筒6。滚筒6是采煤机直接进行落煤和装煤的机构，称为采煤机的工作机构。滚筒上焊有端盘及螺旋叶片，其上装有截煤用的截齿，由螺旋叶片将落下的煤装到刮板输送机中。为了提高螺旋滚筒的装煤效果，滚筒侧装有弧形挡煤板7，它可以根据不同的采煤方向来回翻转180°。2.2.4附属装置附属装置主要包括挡煤板7、底托架8、电缆拖移装置12、供水喷雾冷却装置以及调高、调斜等装置。底托架8用来固定整个采煤机，并经其下部的四个滑靴9使采煤机骑在刮板输送机的槽帮上。采空区侧两个滑靴套在输迭机的导向管上，以保证采煤机的可靠导向。底托架内的调高油缸10用来使摇臂升降，以调整采煤机的采高。调斜油缸11用来调整采煤机的横向倾斜度，以适应煤层沿走向起伏不平时的割煤要求。采煤机的电缆和供水管靠拖缆装置12夹持，并由采煤机拖着在工作面输送机的电缆槽中移动。为降低电动机和牵引部的温度，采煤机还设有专门的供水系统和内、外喷雾系统。2.3滚筒采煤机工作原理采煤机的割煤是通过螺旋滚筒上的截齿对煤壁进行切割实现的。采煤机的装煤是通过滚筒螺旋叶片的螺旋面进行装载，利用螺旋叶片的轴向推力，将从煤壁上切割下的煤抛到刮板输送机溜槽内运走。单滚筒采煤机上行工作时，滚筒割顶部煤并把落下的煤装入刮板输送机，同时跟机悬铰接顶梁，割完工作面全长后，将孤行挡煤板翻转180°；机器下行工作室，滚筒割底部煤及装煤，并随之推移刮板输送机。这种采煤机沿工作米娜往返一次进一刀的采煤法称为单向采煤法。双滚筒采煤机工作时，前滚筒割顶部煤，后滚筒割底部煤。因此，双滚筒采煤机沿工作面牵引一次，可以进一刀，返回时，又可进一刀，即采煤机往返一次进二刀，这种采煤法称为双向采煤法。2.4滚筒的旋转方向采煤机滚筒的旋转方向的确定原则是有利于装煤和机器的稳定性。为了输送机推运煤，滚筒的旋转方向必须与滚筒的螺旋线方向一致。对逆时针（站在采空区侧看滚筒）旋转的滚筒，叶片应为左旋；顺时针旋转的滚筒，叶片应为右旋。即符合“左转左旋，右转右旋”的规律。对于单滚筒采煤机，使用在左工作面的滚筒，应顺时针旋转，使用右旋滚筒，如图2-2（a）所示（图中B表示煤流方向）。使用在右工作面的滚筒，应逆时针旋转，使用左旋滚筒，如图2-2（b）所示。图2-2单滚筒采煤机滚筒叶片的旋向与转向a—左工作面；b一右工作面对于双滚筒采煤机，为了保证采煤机的工作稳定性，双滚筒采煤机两个滚筒的旋转方向应相反，以使两个滚筒受的截割阻力相互抵消，因此，两个滚筒必须具有不同的螺旋方向。两个转向相反的滚筒有两种布置方式：一是前顺后逆，采用这种方式，采煤机的工作稳定性较好，但滚筒易将煤甩出打伤司机，且煤尘较大，影响司机正常操作。二是前逆后顺，采用这种方式，采煤机的工作稳定性较差，易振动，但装煤效果好，煤尘少。对机身较重的采煤机，机器振动影响不大。因此，大部分采煤机都采用“前逆后顺”的方式，即左滚筒为左旋叶片，逆时针旋转；右滚筒为右旋叶片，顺时针旋转。采煤机进刀方式有端部斜切法、中部斜切法（半工作面法）、正切进刀法（钻入法）。2.5采煤机的维护由于采煤机负荷大、工作条件恶劣，并且是在移动中工作。因此采煤机使用寿命的长短和其工作效能能否发挥，在很大程度上取决于对它维护的好坏。采煤机维护的好坏，很大程度决定于润滑情况的好坏。尤其是液压牵引采煤机，其三分之二的故障是由于润滑方面造成的，因此必须高度重视采煤的润滑问题.采煤机日常维护的重点是注油和油质检查，以及连接螺栓、截齿、外露油管和水管、电缆等的检查。3掘进机械2.1掘进机的厂家及型号卡特重工掘进机EBZ30，EBZ35南京晨光掘进机EBJ-132A,EBJ-132B,EBZ120，ELMB-75A,ELMV-75C佳木斯掘进机EBZ300,EBZ200MJ,EBH200，EBZ230，EBZ200M,EBZ135，EBZ120，EBZ55，EBZ132Z,EBZ100，EBZ100A,EBZ100E石家庄中煤制造EBZ5,EBZ755，EBZ100，EBZ100A,EBZ132，EBZ160三一重装掘进机EBZ100标准型，EBZ120标准型，EBZ132加强型，EBZ132标准型，EBZ132窄机身型，EBZ160C,EBZ160CD,EBZ160加强型，EBZ160大坡度，EBZ160定量型，EBZ160标准型，EBZ200H硬岩型，EBZ200基本型，EBZ200标准型石家庄煤矿机械厂掘进机EBH300，EBZ55，EBZ55(A),EBZ75,EBZ150，EBZ160，EBZ160岩石，EBZ200，EBZ200岩石太原煤科院掘进机EBJ120TP,EBZ50TY,EBZ132TY,EBZ150TY,EBZ220TY,EBH300TY,EBZ132掘采一体机上海普昱掘进机EBZ90PY上海创立矿山设备有限公司掘进机EBZ325，EBZ220，EBZ160EBZ55上海天地科技股份有限公司掘进机EBZ-132SH,EBZ110SH辽源煤机厂掘进机EBJ120，EBJ120S,EBZ1603.1掘进机的主要参数3.1.1整机参数

1、

型

号：EBZ150A

2、

机体总长(m)：9.34

3、

机身高度(m)：1.65

4、

铲板总宽(m）：2.90

5、

履带外宽（m）：2.33

6、

机体总重（t）：42

7、

截割宽度（m）：5.4

8、

截割高度（m）：4.8

9、

截割面积（m2）：24

10、

最小转弯半径（m）：6.5

11、

爬坡能力（°）：±16

12、

截割头卧底量（mm）：216

13、

铲板卧底量（mm）：356

14、

铲板抬升量（mm）：342

15、

龙门高度（mm）：450

16、

地隙（mm）：270

17、

装载能力（m3/h）：252

18、

运输能力（m3/h）：360

19、

截割硬度（Mpa）：≤65

20、

接地比压（Mpa）：0.14

21、

装机总功率（Kw）：225

22、

截割电机功率(Kw)：150/80

23、

油泵电机功率(Kw)：75

24、

系统压力（MPa）：18

25、

供电电压：AC1140/660V-50Hz

3.1.2截割部参数

1、

截割头形状：

球锥台形

2、

截割轴形式：

纵轴式

3、

截割头伸缩量（mm）：

550

4、

截割头尺寸

（mm）：

φ1020×925

5、

截齿数量（把）：416、

截齿参数

（mm）：

φ38

7、

截割头转速

（r/min）：

46/23

8、

喷

雾：

内、外喷雾方式

3.1.3

铲板部参数

1、

装载形式：

弧形三齿星轮式

2、

装载宽度

（m）：

2.90

3、

星轮转数

（r/min）：

33

4、

星轮直径

（m）：

φ1.33

5、

液压马达：

IAM1200.H4

2台

3.1.4第一运输机参数

1、

形

式；

边双链刮板式

2、

溜槽尺寸（宽mm×高mm）：

540

×370

3、

链

速

（m/min）：

61

4、

圆环链规格（mm）：

φ18×64

5、

液压马达：

IAM400.H2

2台6、

涨紧形式：

弹簧、丝杠涨紧

3.1.5行走部参数

1、

形

式：

履带板

2、

履带宽度

（mm）：

520

3、

行走速度

（m/min）：

0～6

4、

行走马达：

A2FE125/61W-VZL

2台5、

行走减速机：

GFT80

T3

B185.43

2台6、

涨紧形式：

油缸涨紧、卡板锁紧3.1.6液压部参数1、

液压泵

A11VO130+A11VO130

LRDS

1台2、

液压马达流量（ml/r）：行

走

1252台

一

运

1200

2台

铲

板

400

2台水系统

36

1台

油箱容量

（L）：

500

3.1.7水系统参数

1、

水

量

（l/min）：

100

2、

外喷雾水压MPa：

外≥1.5、内3.0

3、

喷雾泵

PQ-40

1台4、

喷雾泵马达：

XM36

1台3.1.8电气部分参数

1、

额定电流

（A）：

145.2/252.2

2、

额定频率

（Hz）：

50

3、

电源电压

（V）：

AC1140/660

4、

输出分路数：

4

5、

截割电机：

YBUD-150/80-4/8

1台6、

油泵电机：

YBU-75

1台7、

电器开关箱

KXJ4-236/1140（660）E

1台8、

操纵箱：

CXB4-10/24E

1台9、

急停控制按钮：

BZJA2-5/127

2台10、

防爆电铃：

BAL1-127

1台11、

照明灯：

DGY35/24B（B）

3台12、

甲烷传感器

GJ4

1台3.1.9辅助机械部份（可选）

临时支护：

LZ3（翻转式）或LZ4（移动式）1台3.2断面掘进机的类型及适用的场合3.2.1支撑式(敞开式或开敞式)TBM支撑式全断面岩石掘进机是利用支撑机构撑紧洞壁，以承受向前推进的反作用力及反扭矩。它适用于岩石整体性较好的隧洞。掘进机主机上可根据岩性不同选择配置临时支护设备，如圈梁（环梁或铜拱架）安装机、锚杆钻机、钢丝网安装机、超前钻、管棚钻机等，喷砼机、灌浆机一般装置在掘进机后配套上。如遇有局部破碎带及松软夹层岩石，则掘进机可由所附带的超前钻及灌浆设备预先同结周边岩石，然后再开挖，这种掘进机适合的洞径为2～9m（最优选择为3-7m）。若洞径过小，则通风、排水、电源进洞、出碴、支护、衬砌有困难；若洞径大于9m，则掘进进尺受到边刀允许速度小于2.5—3.Om/s的制约。边刀滚压线速度大于2.5～3.0m/s时，岩石强度大，由于裂缝在岩石中的生长和传播没有充分的时间从起点向外扩散，破碎量将停止增加，所以掘进机刀盘直径加大，则刀盘的转速相应要减小，这种掘进效率的损失，无法予以补偿；另外，当刀具承受的推力大、转速高时，会影响刀盘外圈刀具的使轴承用寿命。3.2.2护盾式TBM护盾式全断面岩石掘进机是在整机外围设置与机器直径相对应的圆筒形护盾结构，以利于掘进松软、破碎或复杂岩层。护盾式TBM可分为单护盾、双护盾（伸缩式）和三护盾三类。当遇到复杂岩层，岩石软硬兼有时，则可采用双护盾掘进机。遇软岩时，软岩不能承受支撑板的压应力，盾尾副推进液压缸支承在已拼装的预制衬砌块上或钢圈梁上，以推进刀盘破岩前进；遇硬岩时，则靠支撑板撑紧洞壁，由主推进液压缸推进刀盘破岩前进，罗宾斯公司新研制了三护盾（即前、中、后三护后）全断面岩石掘进机．它有两套支撑板和两套推进液压缸系统，掘进时两套支撑板和两套推进液压缸交替工作，可实现连续掘进，大大加快小时进尺，但因其结构复杂、维护困难、价格昂贵，目前尚未被推广应用。3.2.3扩孔式TBM扩孔式全断面岩石掘进机是先打导洞，然后分级或一次扩孔掘进成洞。在用支撑式或护盾式全断面掘进机开挖隧洞时，当刀盘最外缘的边刀滚动线速度超过刀具设计最大允许值(约215m/s)时，从破岩机理分析，破岩量将停止增加；根据机械设计计算，此时外缘边刀的使用寿命将急剧下降，由于刀盘量外缘边刀的滚动线速度为刀盘转动角速度和掘进机开挖半径之乘积，因此，当开挖直径较大时，刀盘的转速受刀具最大线速度的限制而不得不相应减小，从而降低了掘进速度。为此，德国维尔特公司采用一台较小直径的全断面掘进机先沿隧洞轴线开挖一个导洞，然后再用扩孔式掘进机将隧洞扩至所需直径，扩孔式掘进机最大开挖直径可达15m。由于扩孔是式掘进机是先开挖导洞然后再扩孔，因此具有以下优点：(1)开挖导洞时已掌握了详细的地质和岩相资料。(2)在开挖导洞时可对围岩采取预防措施，以改瞢岩石质量，减少扩孔时出现突发情况而导致施工长期中断的风险。(3)利用导洞可进行排水，降低地下水位操作和处理瓦斯。(4)可及时进入关键的隧洞段或通风竖井。(5)扩孔时可用导洞进行通风。(6)由于机器主要支撑在导洞里，扩孔刀盘后面有足够的空间，可立即进行岩石支护。(7)与全断面掘进机相比，较易改变开挖直径．只要导洞直径不变，机械前部就不需要修改。扩孔技术也有其缺点，主要为：(1)要用一台开挖导洞的全断面掘进机和一台扩孔式掘进机，总投资较高。(2)除了掘进导洞外还要扩孔，因此总的施工时间较长。(3)若导洞开挖需进行大量，复杂的岩石支护，则应慎重考虑是否选用扩孔方式开挖隧洞。应该指出的是，若已有一台旧的小直径全断面掘进机，用其开挖导洞再进行扩孔，总投资并不比一台新的大直径全断面掘进机高。此外，由于导洞的施工期不刊大直径全断面掘进机的50%，而通过导洞开挖掌握了扩孔中可能遇到的各种问题的详细资料，扩孔机的施工期不会超过同直径全断面掘进机的75%，所以若利用已有的小直径全断面掘进机先进行导洞施工，同时订购扩孔机，则完工期可能提前。3.2.4摇臂式岩石掘进机摇臂式岩石掘进机的刀具和摇臂随机头一起转动，摇臂的摆动由液压缸活塞杆的伸缩来传递，通过摇臂使刀具内外摆动。转动与摆动这两种运动的合成使刀具以空间螺旋线轨迹破碎岩石，可掘进圆形或带圆角的矩形隧洞断面。其推进方式是靠支撑板及推进液压缸推进机头，此与支撑式掘进机推进方式类同。摇臂式掘进机的旋转机头上装有若干条顶部带刀具的摇臂。3.3掘进机选型依据及注意事项部分断面掘进机的装载机构有4种：

(1)单双环形刮板链式。单环形是利用一组环形刮板链直接将煤岩装到机体后面的转载机上。双环形是由两排并列、转向相反的刮板链组成。若刮板链能左右张开或收拢，就能调节装载宽度，但结构复杂。环形刮板链式装载机构制造筒单，但由于单向装载，在装载边易形成煤岩堆积，从而会造成卡链和断链。同时，由于刮板链易磨损，功率消耗大，使用效果较差。

(2)螺旋式。是横轴式掘进机上使用的一种装载机构，它利用左右两个截割头上旋向相反的螺旋叶片将煤岩向中间推入输送机构。由于头体形状的缺点，这种机构目前使用很少。

(3)耙爪式。是利用一对交替动作的耙爪来不断地耙取物料并装入转载运输机构。这种方式结构简单、工作可靠、外形尺寸小、装载效果好，目前应用很普遍。但这种装载机构宽度受限制，为扩大装载宽度，可使铲板连同整个耙爪机构一起水平摆动，或设计成双耙爪机构，以扩大装载范围。

(4)星轮式。该种机构比耙爪式简单、强度高、工作可靠，但装大块物料的能力较差。

通常，应选择耙爪式装载机构，但考虑装载宽度问题，可选择双耙爪机构，也可设计成耙爪与星轮可互换的装载机构。

装载机构可以采用电动机驱动，也可用液压马达驱动。但考虑工作环境潮湿、有泥水，选用液压马达驱动为好。4液压支架4.1液压支架概述液压支架是以高压液体作动力、由液压元件（液压缸和液压阀）与金属构件组成的一种用来支承和管理顶板的自移式设备，它不仅能实现支承、切顶和隔离采空区，而且还能使支架本身前移和推动输送机。液压支架具有支护性好、强度高、移动速度快、安全可靠等优点，与可弯曲刮板输送机和采煤机一起组成了采煤工作面的综合机械化设备。目前，液压支架在大中型煤矿中已得到广泛的应用。4.2液压支架工作原理液压支架的主要动作有升架、降架、推移输送机和移架。这些动作是利用乳化液泵站提供的高压乳化液，通过液压控制系统控制不同功能的液压缸来实现的。每架支架的进、回液管路都与连接泵站的工作面主供液管路和主回液管路并联，全工作面的支架共用一个泵站作为液压动力源。工作面的每架支架形成各自独立的液压系统，如图4-1所示。1—顶梁；2—立柱；3—底座；4—推移千斤顶；5—安全阀；6—液控单向阀；7,8—操纵阀；9—输送机；10—乳化液泵站；11—主供液管；12—主回液管图4-1液压支架工作原理4.2.1支架的升降和推移如图4-1所示，若将操纵阀8置于上阀位(升架位置)，由乳化液泵站10来的工作液体经操纵阀8和液控单向阀6进人立柱2下腔，立柱上腔回液，支架升起，并撑紧在顶、底板之间。当操纵阀8置于下阀位(降架位置)时，工作液体进人立柱上腔，同时打开液控单向阀，立柱下腔回液，支架下降。支架的移动和推移输送机是靠操纵阀7控制推移千斤顶4实现的。推移千斤顶的两端分别与支架的底座3和输送机9相连接。移架时，先使支架卸载，立柱下腔回液，再将操纵阀7置于下阀位(移架位置)，工作液体进人推移千斤顶活塞杆腔，后腔回液，此时，支架以输送机为支点前移。此后，再把支架撑紧在顶、底板之间，将操纵阀7置于上阀位(推溜位置)，工作液体进人推移千斤顶活塞腔，前腔回液，此时以支架为支点就将输送机推向煤壁。4.2.2支架的承载的过程支架的承载过程分为三个阶段，即初撑阶段、增阻阶段和恒阻阶段。（1）.初撑阶段在升架过程中，从顶梁接触顶板，至立柱下腔液体压力逐渐上升到泵站工作压力止，为初撑阶段。初撑阶段终了时，支架对顶板产生的支撑力称为初撑力。支撑式支架的初撑力为式中，D为支架立柱的缸径，m；n为支架立柱的数量；为泵站工作压力，MPa初撑力的大小取决于泵站工作压力、立柱缸径和立柱数量。较大的初撑力能防止直接顶过早地因下沉而离层，减缓顶板的下沉速度，增加其稳定性。通常用提高泵站工作压力的办法提高初撑力，以免立柱缸径过大。（2）.增阻阶段初撑结束后，操纵阀8移到中间阀位，液控单向阀关闭，立柱下腔的液体被封闭。随着顶板的下沉，立柱下腔内的液体压力逐渐升高，支架的支撑力增大，呈现承载增阻状态，这就是支架的增阻阶段。（3）.恒阻阶段当立柱下腔内的液体压力随顶板压力的增大而升高到安全阀5的调定压力时，安全阀开启溢流，立柱下缩，立柱下腔内的液体压力也随之降低。当压力降低到安全阀调定值时，安全阀又关闭。支架承载时，随着顶板的继续下沉，安全阀重复着这一过程。由于安全阀调定压力的限制，支架的支撑力维持在某一恒定数值上，即呈恒阻特性，这就是支架的恒阻阶段。此时，支架对顶板的支撑力称为工作阻力，它是由支架安全阀的调定压力决定的。支撑式支架的工作阻力为式中为安全全阀的调定压力，MPa工作阻力标志着支架的最大承载能力。支架的恒阻特性不但对支架自身有安全保护作用，还可防止因支撑力过大而压碎顶板。上述承载过程可用支架的工作特性曲线(即P--t曲线）表示，曲线上的、、分别表示初撑、增阻和恒阻阶段的时间。初撑阶段增阻阶段恒阻阶段图4-2P--t曲线支撑式支架的工作阻力与支护面积之比定义为支护强度，即支护强度是衡量支架对顶板支撑能力大小的重要指标。4.3液压支架的分类及特点液压支架按其对顶板的支护方式和结构特点不同，分为支撑式、掩护式和支撑掩护式三种基本架型。（1）．支撑式支架支撑式支架是最早出现的液压支架。它是在一个底座上竖置几根立柱支撑顶梁，并通过顶梁支撑顶板的结构基础上发展起来的。图4-3支撑式支架支架支撑式支架主要由顶梁、底座、立柱、推移及挡砰装置等组成。由于结构和移架方式的不同，这类支架又分为垛式支架和节式支架(图5-3)。垛式支架（图5-3a）每架为一整体，与输送机互为支点整体移架。而节式(图5-3b)每架由2~4个框节组成，框节间通过导向装置和移架千斤顶联系，并互为支点、交替前移;而输送机由单独的推溜千斤顶推移。节式支架因稳定性差，现已基本淘汰。支撑式支架的结构特点是：呈框形结构，顶梁较长，一般都带有前探梁，其长度多在4m左右；立柱多，一般有4~6根，且垂直顶梁支撑;支架后部有简单的挡研装置，并且一般设有立柱复位装置，以承受指向煤壁方向的不大的水平推力。其支护性能特点是：支撑力大，支撑力作用点靠近支架后部，切顶能力强;对顶板重复支撑的次数多(以顶梁长3.5~4.0m,采煤机截深0.6m计，重复支撑次数达6~7次)，容易把本来完整的顶板压碎;由于顶梁与底座仅通过立柱联在一起，抵抗水平载荷的能力较差，不能带压移架;支架间不接触，不密封，研石容易窜人工作空间;此外，这种支架的作业空间和通风断面较大。由上可知，支撑式支架适用于直接顶稳定、基本顶有明显或强烈周期来压且水平力小的顶板条件。如果直接顶稳定性差，则极易出现切顶线前移、架间漏研、前梁下倾、顶梁后端上翘，严重时会将立柱压弯，支架不能推移。（2）．掩护式支架掩护式支架自20世纪60年代研制成功以来，发展十分迅速，它是液压支架技术上的一项重要突破，大大扩展了液压支架在煤矿中的使用范围。图4-4掩护式支架如图4-4所示，掩护式支架都有一个宽大的掩护梁将作业空间与采空区冒落的研石隔绝。掩护梁下端一般用前、后连杆与底座相连（图5-4b、图5-4c、图5-4d），以保持较稳定的梁端距和承受水平推力，少数调高范围小的支架也有掩护梁直接铰接在底座上的(图5-4a)。掩护梁上端用直接铰接的方式与顶梁连接。立柱的支撑力通过掩护梁间接作用于顶梁或直接作用于顶梁掩护式支架的立柱只有一排(一般为2根，也有用1根立柱的)，且倾斜支撑，以增大支架的调高范围。架间则通过活动侧护板互相靠拢，实现架间密封。通常，顶梁较短，一般在3.0m左右。这种支架的性能特点是:支撑力小，切顶能力弱，但支撑力集中作用于机道上方的顶板上，故支护强度较大且均匀;对顶板的重复支撑次数少;密封掩护性好;能承受较大的水平力，且允许带压移架。由于立柱倾斜布置，且顶梁又较短，所以工作空间和通风断面较小。上述特点决定了掩护式支架适用于顶板压力来自机道上方的不稳定或中等稳定的松散破碎顶板条件。（3）．支撑掩护式支架支撑掩护式支架是在垛式支架和掩护式支架的基础上发展起来的一种架型。它保留了垛式支架支撑力大、切顶性能好、工作空间宽敞的优点，采用双排立柱支撑，同时又吸取了掩护式支架挡砰掩护性能好、抗水平力强、结构稳定的长处，而且，采用坚固的掩护梁及侧护板，将工作空间与采空区完全隔开，并用前、后连杆连接掩护梁和底座。这类支架适用范围很广，可用于各种顶板条件，尤其适用于中等稳定以上的顶板条件和大采高的条件，它有逐渐取代垛式支架的趋势。其缺点是:结构复杂、质量大、价格较贵。图4-5支撑掩护式支架图4-5所示为不同结构类型的支撑掩护式支架，其主要区别是立柱的布置方式不同。图4-5a至图5-5d分别为H形、V形、P形、X形结构；图4-5e是一排立柱支撑在掩护梁上，另一排支撑在顶梁上的混合支撑结构(也有把这种结构的支架列为掩护式支架的)。提腿式支架也是一种特殊的支撑掩护式支架。每架由主架1和副架2组成，顶梁5前端有伸缩前梁13，后端铰接有可伸缩的掩护梁11，掩护梁下端用支杆10与后立柱的套箍铰接。主副架顶梁各由前柱3和后柱4支撑。主、副架上部通过导轨滑槽6相互拉住，移架千斤顶7、装在顶梁下面，其缸体、活塞杆分别与主、副架顶梁铰接。主、副架下部通过两个横拉千斤顶8分别将主架和副架的前立柱及后立柱相互拉住。主、副架各自的前、后立柱之间又通过纵拉千斤顶9相互拉住。纵拉千斤顶既是前、后立柱的限位件，又是推溜千斤顶。移主架时，副架支撑顶板，主架后柱提起，前柱下腔降压(或不降压)，操作移架千斤顶使主架擦顶前移一个移架步距，然后再将后柱撑紧，此时前柱前倾，纵拉千斤顶收缩。移副架的操作与移主架相同。推溜时，前柱收腿，操作纵拉千斤顶使活塞杆伸出，将前柱向前推一个移架步距，同时通过铰接在前柱下部的顶杆14将输送机15向前推一个移架步距(顶杆14不与输送机铰接)。由于移架时前柱带压支撑顶板，后柱提腿，故这种支架的顶梁始终不脱离顶板，对破碎顶板适应性强，通风断面也大。另外，这种支架无底座，仅有柱靴12，故支架质量轻，但柱靴对底板的接触比压较大。如图4-6所示。图4-6提腿式支架4.4液压支架的组成部分4.4.1顶梁图4-7顶梁的结构形式顶梁是支架的主要承载部件之一，支架通过顶梁实现支承和管理顶板。顶梁的结构形式如图4-7所示。为了适应顶板要求，支架顶梁有整体刚性、铰接分体、伸缩铰接式几种。（1）．整体刚性顶梁（图4-7a）。这种顶梁结构简单、质量较轻，但对顶板不平的适应能力差，接顶不够理想。多用于顶板比较平整、稳定，很少出现片帮现象的采煤工面。（2）．铰接分体顶梁（图4-7b）。这种顶梁分为前梁和后梁两部分，前梁在前粱千斤顶作用下可绕销轴上下各摆动200左右。这种顶梁的接顶性能好，也加大了靠近煤壁顶板的支承能力。（3）．伸缩铰接顶梁（图4-7c）。它是在铰接分体顶梁的前梁上又套上（或插入一个可伸缩的梁，这种顶梁具有铰接分体顶梁的优点外，还可超前支护，防止片帮。4.4.2底座图4-8底座的结构形式底座是支架的又一主要支承部件，支架通过底座将顶板压力传至底板。底座也是组成四连杆机构的构件之一。支架还通过底座与推移机构相连，以实现自身的前移和推动输运机。底座的结构形式如图所示。（1）．整体刚性底座（图4-8a）。底座用钢板焊接成箱形结构，底部封闭。具有强度高、稳定性好、对底板比压小的特点；缺点是排矸性能差。该底座适用于底板比较松软、采高与倾角较大以及顶板稳定的采煤工作面。（2）．分式刚性支座（图4-8b）。底座分左右对称的两部分，上部用过桥或箱形结构将左右部分固定连接。这种底座在刚性、稳定性和强度等方面基本与整体刚性底座相同，由于安装推移装置通道的底座不封闭，故排矸性能好。该底座适用于各类支架，在底板比压允许的条件下，广为采用。（3）．左右分体底座（图4-8c）。底座由左右两个独立而对称的箱形结构件组成，两部分之间用铰接过桥或连杆连接，并可在一定范围内摆动。对不平底板适应性较好，排矸性能好；缺点是底座底面积小、稳定性差，故不宜用于底板松软、厚煤层、倾角大的条件。（4）．前后分体底座（图4-8d）。底座由前后两个独立的箱形结构件组成，用铰接或连板相连。对底板的适应性好，多用于多排立柱、支承掩护式、垛式支架以及端头支架等。4.4.3掩护梁图4-9掩护梁的结构形式掩护梁只有掩护式和支承掩护式支架才安设。其主要功能是隅离采空区、阻止采空区冒落矸石涌人工作面，并承受采空区冒落矸石的载荷和基本顶来压时的冲击载荷。掩护梁与前后连杆、底座共同组成四连杆机构，承受支架的水平分力。掩护梁的结构形式如图4-9所示。(1)整体直线形掩护梁（图4-9a）。掩护梁一般都为整体箱形结构，这类掩护梁整体性能好，强度大。从侧面看，掩护梁上轮廓线形状为直线形，目前应用最为广泛。(2)整体折线形掩护梁（图4-9b）。从侧面看，掩护梁上轮廓线为折线形，相对地增大了工作空间，但当支架歪斜时架间密封性差，加工工艺差，目前应用较少。4.4.4连杆连杆是掩护式和支承掩护式支架上的部件。它与掩护梁、底座组成四连杆机构，既可承受支架的水平力，又可使顶梁与掩护梁的铰接点在支架调高范围内作近似直线运动，使支架的梁端距基本保持不变，从而提高了支架控制顶板的可靠性，如图4-10所示，图4-10连杆机构形式其中：图a为前连杆，图b是后连杆。前后连杆一般采用分体式箱形结构，即左右各一件。后连杆往往用钢板将两个箱形结构连接在一起，可增加挡矸性能。4.4.5立柱图4-11立柱的结构形式立柱是液压支架承载与实现升降动作的主要液压元部件。液压支架上常用的立柱的结构形式如图4-11所示。（1）．单伸缩双作用立柱(图4-11a)。只有一级行程，伸缩比一般为1.6左右，这类立柱结构简单、调整高度方便，缺点是调高范围小。（2）．单伸缩机械加长杆立柱（图4-11b）。总行程为液压行程三l与机械行程L2之和，这类立柱的调高范围较大，可在较大范围内适应煤层厚度的变化。但机械行程只能在地面根据煤层的最大厚度调定。这类立柱造价比双伸缩立柱低，应用广泛。（3）．双伸缩双作用立柱（图4-11c）。两级行程都由液压力操纵，总行程为Li+L2，可在较大范围内适应煤层厚度的变化，而且可在井下随时调节，其伸缩比可达3。这类立柱造价高、结构复杂。4.4.6千斤顶千斤顶是完成支架及其各部位动作、承载的主要元件，大多属于单伸缩双作用活塞式液压缸。千斤顶按用途分，有推移千斤顶、前梁千斤顶、伸缩梁千斤顶、平衡千斤顶、侧推千斤顶、调架千斤顶、防倒千斤顶、防滑千斤顶、护帮千斤顶等。千斤顶与立柱都是活塞式动力油缸，因此其工作原理、基本组成以及对零部件的要求等大体相同。但是，与立柱相比，．千斤顶仍有一些区别，如立柱受力大，千斤顶受力小；立柱压力高，千斤顶压力低；立柱主要承受推力，拉力较小，推拉力相差较大，而千斤顶推拉力均有要求，一般相差不大，有时还要求拉力大于推力（采用浮动活塞千斤顶等结构）。4.4.7推移装置支架推移装置是实现支架自身前移和输送机前移的装置，一般由推移千斤顶、推杆或框架等导向传力杆件以及连接头等部件组成。其中推移千斤顶形式有普通式、差动式和浮动活塞式。普通式推移千斤顶通常是外供液普通活塞式双作用油缸；差动式推移千斤顶则利用交替单向阀或换向阀的油路系统，使其减小推输送机力；浮动活塞式推移千斤顶的活塞可在活塞杆上滑动（保持密封），使活塞杆腔（上腔）供液时拉力与普通千斤顶相同，但在活塞腔（下腔）供液时，使压力的作用面积仅为活塞杆断面，从而减小了推输送机力。推移装置的结构形式如图4-12所示。图4-12推移装置的结构形式（1）．直接式推移装置（图4-12a）。采用普通式或差动式千斤顶，千斤顶的两端直接通过连接头、销轴分别与输送机和支架底座相连。支架移动时必须有专门的导向装置，而不能直接用千斤顶导向。这种推移装置可用于底座上有专门导向装置的插腿式等支架，目前应用较少。（2）．平面短推杆式推移装置（图4-12b）。通过推杆，千斤顶分别与输送机、支架相连，千斤顶多采用浮动活塞式，以减小推输送机力。由于平面短推杆与千斤顶位于同一轴线，故受力较好，同时，用推杆作导向装置，抗弯强度高，导向性能好。这种推移装置推拉力合理，导向简单、可靠，应用广泛。（3）．反拉长框架式推移装置（图4-12c）。框架一端与输送机相连，另一端与推移千斤顶的活塞杆或缸体相连，推移千斤顶的另一端与支架相连。用框架来改变千斤顶推拉力的作用方向，用千斤顶推力移支架，用拉力推输送机，使移架力大于推输送机的力，移架力最大。框架一般用高强度圆钢制成，作为支架底座的导向装置。由于框架长，框架的抗弯性能差，易变形，装卸不方便，重量较大，成本较高，不宜在短底座上采用。这种推移装置只需用普通千斤顶，推拉力合理，应用广泛。4.4.8活动侧护板活动侧护板安装在掩护式和支承掩护式支架的顶梁和掩护梁的侧面，其作用如下：（1）．可改善顶梁与掩护梁的护顶、防矸性能，隔离控顶区与采空区，防止冒落矸石窜人工作面。（2）．在移架时起导向作用。图4-13直角式活动侧护板的类型（3）．活动侧护板增强了支架侧向稳定性，其上设置的弹簧与千斤顶都起防止支架降落后倾倒和调整支架间距的作用。活动侧护板的基本形式有直角式和折页式。直角式活动侧护板的类型如图5-13所示。上伏式活动侧护板（图5-13a）的盖板直接平置于顶梁