掘進機在大坡度巷道的改進措施及應用

摘要：近幾年，我國國產掘進機生產數量在不斷增加，但都是屬于半煤巖掘進機，巖石較硬的巷道仍然采用人工炮掘作業，炮掘作業不僅勞動生產率低，用人多，而且勞動強度極大，工作環境惡劣。針對掘進機在大坡度巷道工作時發生下滑 “悶車” 、滾料、下陷等一些現象后的改進措施及應用的介紹。

關鍵詞：部分斷面巷道掘進機；大坡度巷道；改進措施及應用

巷道掘進機分為兩大類，全斷面巷道掘進機和部分斷面巷道掘進機。全斷面巷道掘進機主要用于開鑿水工涵洞和隧道，至今礦山仍很少使用。部分斷面巷道掘進機用于掘進煤和半煤巷道。目前國內生產的掘進機多為部分斷面巷道掘進機，采用寬履帶形式，以減少對地比壓，增強爬坡能力。縱向工作坡度為14°～15°，當底板硬實干燥時，可達18°～20°，橫向傾斜坡度為8°。掘進機的這種爬坡能力已能較廣泛地適應我國廣大地區的井下煤層條件，但個別地質復雜的的礦井，煤層傾角在22°以上，普通掘進機很難滿足其工作環境。

1 發現的問題

1）掘進機在工作時，遇到巖石時會產生很大震動，機器的電氣元件損壞幾率提高，壽命縮短。

2）一些煤礦在使用掘進機時，往往考慮到經濟效益，需要截割不同寬度的巷道，這就要求掘進機需要配備不同寬度的鏟板，目前國產掘進機在更換鏟板時，必須將行走部先卸掉，這樣浪費了大量時間及人力物力。

3）掘進機在工作過程中常常出現第一運輸機鏈條張緊度不夠，鏈條有跳鏈、卡鏈、過緊現象，有可能造成軸承損壞，使液壓馬達出現過載現象，不能正常工作。

4）掘進機的降塵效果不好。井下掘進機工作中產生大量煙塵，嚴重損害礦工身體健康，同時工人視線模糊，看不清設備運行情況，往往需要停機一段時間待煙塵散去才可以繼續工作。

5）掘進機不能自動注油。掘進機在工作一段時間后，油箱往往需要補充油量，在井下注油時一旦操作不慎往往會使灰塵進入管路，導致液壓油污染，增加維修時間，掘進機工作效率降低。

6）為提高采煤產量，現在煤礦正向著機械化、大型化發展，一些大型掘進機往往受到井下運輸罐籠尺寸及承重限制，機器分體最大不可拆卸件超重、超高，只能用于特大型煤礦。

2 優化改進

1）考慮到硬巖掘進機的工作性質和使用環境，在后支撐上增加兩個可以水平伸縮的側支撐，伸出后頂到側面巖壁上，提高機身穩定性。但一個工位截割完成后，操作者往往忘記收回側支撐油缸而開動行走部或收起后支撐、抬起鏟板，造成掘進機與巷道側壁形成相對運動，使側支撐油缸受力造成彎曲變形，修復困難。改進后采用液控單向閥與側支撐控制手柄形成互鎖回路，即在側支撐油缸伸出時，即中位時，行走部、后支撐和鏟板均不能動作，可避免由于人為誤操作引起的側支撐油缸損壞。

2）改進后掘進機將鏟板與本體鉸接點前移，外露于履帶行走架，在不拆行走部前提下完全實現鏟板的快速更換，方便實用。

3）EBZ280掘進機在鏟板上增加一鉸接點，通過銷軸與第一運輸機前端連接，第一運輸機后端與后支撐連接，形成四連桿機構，第一運輸機跟隨鏟板的升降一同動作主動鏈輪與尾部叢動輪之間距離始終保持不變，避免鏈條時緊時松、需經常調節張緊裝置所帶來的麻煩。

4）在EBZ280掘進機增加機載噴霧泵，將水系統外噴分為兩路，一路經過油冷卻系統噴出，另一路經過噴霧泵加壓到8MPa后進入文丘里噴嘴，起到高壓滅塵作用。

5）將汽車系統上的倒車裝置應用到掘進機上，當掘進機后退時可發出語音報警并且車尾燈變成紅色閃爍提示其優點在于，井下操作者可以提醒其他工作人員掘進機正在倒車后退，請注意安全。

6）EBZ280掘進機改變以往掘進機采用的雙變量泵形式，增加一個系統補油泵。補油泵的進出口分別連接管路通向油箱和油源，實現機器自動注油，系統管路形成封閉避免人工注油帶來的粉塵污染。

7）EBZ280掘進機本體架拆分為前后兩部分，兩本體架通過3個平鍵來實現連接定位并且通過30個高強度M3螺栓連接，在保證整體剛度同時降低最大不可拆卸件外形尺寸，滿足罐籠運輸要求。

8）增加自動潤滑系統。將掘進機不便于人工手動潤滑的注油點統一布管，編到自動潤滑系統，同時考慮到井下工作環境，一些潤滑點采用雙注油管路，如自動潤滑系統發生故障，可通過手動潤滑來維持機器正常運轉。

3發展趨勢

從目前國內掘進機發展趨勢來看，硬巖掘進機具有廣闊的發展前景，在我國除用于煤礦巷道掘進外，掘進機正進入鐵路、城市地鐵隧道的掘進以及公路建設等領域。其發展趨勢主要有如下幾方面：

1）智能化、自動化。配置遙控系統和計算機斷面控制系統，實現機組遠程遙控，提高生產效率和生產能力。

2）附件化。除保留掘進機原有主要功能外，將降塵、輔助支護等裝置以附件形式出現，在掘進機上搭載并且可根據需要選擇裝配，給使用操作帶來方便。

3）前配套設備。掘進機前配套是實現快速掘進的關鍵，在掘進機上安裝錨桿鉆機，國內外均進行了有益的探索，但效果不十分理想，仍需繼續發展。

4）后配套設備問題。目前國內掘進機典型后配套形式是橋式帶式轉載機加可伸縮帶式轉載機。解決掘進機后配礦車的轉載運輸問題，有利于掘進機向不具備連續運輸設備的礦井推廣。

4結語

新型大功率掘進機極大地提高了巷道開采生產能力，改善安全生產環境。掘進機的適應性、先進性、可靠性都得到極大提高。可滿足更多煤礦建設安全高產高效煤炭生產需要。其在國內的推廣使用，意味著國產掘進機在整體研制和改進上邁上了一個新臺階，對我國煤炭開采設備發展具有一定的推動作用。

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