1、1,2016年5月份跨专业学习课件,煤矿巷道快速掘进技术与装备,2,目 录,第一部分 岩巷快速掘进 1 概述 2 岩巷快速掘进机械化作业线简介 3 岩巷快速掘进机械化作业线配套设备及选择 第二部分 煤及半煤岩巷快速掘进 1 概述 2 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线简介 3 煤及半煤岩巷综掘机械化作业线简介 4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及选择 5 影响煤及半煤岩巷快速掘进的因素分析,3,前 言,煤矿巷道是煤矿井下生产的脉络。据不完全统计，我国煤矿每年巷道（岩巷、煤巷、半煤岩巷）掘进量已经超过10000km，实现煤矿巷道的快速掘进，保持其畅通和完好，对矿井正常生产和安全生产具有重要意义。,4,前
2、言,近几年来，我国煤矿巷道掘进施工技术和装备有了长足的发展，掘进机械化水平有了较大的提高。但是，我国煤矿掘进技术水平与世界先进国家相比，仍有较大差距，特别是岩巷掘进技术差距较大。以国有重点煤矿为例，每年岩巷掘进进尺13001600km，掘进工作面1600个左右，全国平均单进水平为6070m/月。装载机械化水平80%左右，平均工效约为0.1m/工。,5,岩巷快速掘进,第一部分,6,1 概 述,在煤矿生产矿井的井巷开拓工程中，岩巷快速掘进占有很重要的地位，岩巷是构成生产矿井采区或生产水平接替的主要链锁工程项目；在生产矿井井巷开拓工程量中，岩巷占有很大比重，约占巷道开拓总量的20%。近几年，随着开采
3、方法和技术的发展，岩巷在巷道开拓总工程量的比重不断下降，但对于老矿区来说岩巷在巷道开拓总量中仍占1520%。同时不少矿井随着生产能力的,7,1 概 述,不断扩大，矿井开拓延伸速度更快，导致采掘关系更为紧张。因此，不断提高岩巷掘进速度，对保证煤矿采掘关系正常发展尽快形成采区或生产水平的生产系统，改善采掘接替紧张局面，保证矿井稳产、高产都具有十分重要意义。 国内煤矿巷道掘进施工工艺主要有两种方法，即钻爆法和综掘法。目前，我国煤矿岩巷掘进主要以钻爆法为主。单进水平一般6070m/月。近几年，我国部分煤矿也在进行探索研究，开发岩,8,1 概 述,巷综掘法施工的试验。这种先进的岩巷施工方法是上世纪八十年
4、代后期发展起来的，其核心技术是开发一种集岩石截割、岩石装载和转运、巷道支护、防尘等功能为一体的综合机械化施工设备，德国、奥地利、日本、瑞典等都广泛采用掘、钻、装、锚一体化岩巷掘进机械化作业线，真正实现了岩巷的快速掘进。,9,1 概 述,为了进一步提高我国岩巷掘进机械化装备水平，加快岩巷掘进单进，近年来我国在不断完善以钻爆法为主的岩巷掘进机械化作业线的同时，在综掘法岩巷机械化作业线成套装备的研究开发方面也取得了突破，特别是大功率重型掘进机的研制成功，为我国煤矿岩巷快速掘进技术的发展奠定了基础。,10,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,要提高岩巷掘进速度，必须从破岩（钻爆法或截割）、装矸、
5、运输、支护等主要工序入手，从提高装备水平、改进爆破方式等方面全面考虑。下面介绍几种典型的岩巷掘进机械化作业线：,11,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,2.1 钻爆法岩巷掘进机械化作业线 2.1.1 气腿式凿岩机+耙斗式或铲斗式装岩机组成的机械化作业线 这种配套方法是目前煤矿岩巷掘进施工中使用最多、最普遍的机械化配套方式。这种配套方式在我国岩巷开拓中发挥了重要作用。经过多年的生产实践，配套内容和施工技术也逐步得到完善。为充分发挥耙斗式装岩机的生产效能、缩短调车,12,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,时间，装岩机常配以气动调车盘或胶带转载机。钻眼配7665或ZY24M、ZY28
6、气腿式凿岩机，运输配2.5t或5t防爆型蓄电池电机车，喷射混凝土配转子型潮式混凝土喷射机。从而实现掘进装岩调车运输支护组成一条机械化作业线。 该作业线特点是： 配套设备为常规设备，结构简单、性能可靠、维修方便； 适用范围广，单轨、双轨，上下山、斜巷、弯道,13,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,均可采用； 机动灵活、使用方便。 2.1.2 全液压掘进钻车+正装侧卸装式岩机作业线 以全液压掘进钻车、侧卸式装岩机为主的岩巷掘进机械化作业线二十世纪九十年代初先后在新汶、开滦、兖州、阳泉等矿区推广使用。在大断面岩巷掘进中曾创造月进200m的好成绩，直接工效4.12m3/工，是我国煤矿大断面岩巷
7、钻爆法施工中较为理想的机械化作业线。十多年来，我国又,14,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,对全液压掘进钻车、侧卸式装岩机、胶带转载机、手持式风动凿岩机、混凝土喷射机等配套设备进行了技术改造，性能更优、更可靠。 该机械化作业线的特点是： 机械化程度高、生产能力大，掘进速度快。 配套设备技术先进、性能稳定可靠； 作业线配套简单、合理易行。,15,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,2.1.3 大断面（14m2）岩巷钻爆法掘进机机械化作业线 （1）液压钻车+侧卸式装岩机+梭式矿车+电瓶车+矿车机械化作业线 该方案选用CMJ17型全液压掘进钻车打迎头炮眼，中深孔爆破，排矸采用ZCD-
8、100RJ型侧卸式装岩机配合ST-8/6B、ST-14/6B梭式矿车装岩，梭车采用8t电瓶车牵引，梭车矸石经皮带转载装入标准矿车。当矿车供应不及时，可将梭车装满，然后,16,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,牵引至后部车场，再用皮带转载机将矸石装至矿车。锚杆支护配7665M、YT28强力风动凿岩机或单体液压锚杆钻机。 （2）液压钻车+挖斗式装载机（或立爪式抓岩机）+23辆梭式矿车+转载皮带机+电瓶车+矿车 该方案选用CMJ17HT全液压钻车打迎头炮孔，中深孔爆破，利用放炮的积矸，登矸先在迎头最里侧进行初喷、挂网、联网，用强力气腿式风动凿岩机打顶板锚杆孔。用挖斗式装岩机或立,17,2 岩
9、巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,爪式抓岩机与迎头平行作业。在后部集中清理扒装放炮崩出的积矸，装入梭车（可配23辆梭车），经过转载皮带机将矸石直接装入副道的空车皮，电瓶车（8t）负责矸石的运输。作业线配备23辆梭式矿车，可实现扒矸与装矸的连续作业。,18,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,该作业线的特点是： 机械化程度高，且设备均为国产设备，易于配套； 可实现多工序平行、连续作业（喷、锚、装、排矸等），工效高。 生产能力大，速度快。,19,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,2.2 大断面（25m2）岩石平巷综掘机械化作业线 （1）设备配置及运行方式全岩掘进机矸石转载机大型梭式
10、矿车,20,2 岩巷快速掘进机械化作业线配套方式简介,（2）作业特点 全岩掘进机选用奥钢联AHM-105重型掘进机或ABM20掘进机或德国哈泽玛珞公司TM250、TM300多功能巷道掘进机，该型掘进机具有掘、锚一体化功能，实现掘进和锚杆支护同时作业（主要技术性能见表）。 作业线机械化程度高，多工序平行作业，工效高。,21,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,岩巷掘进机械化配套设备主要包括凿岩机、全液压钻车、装岩机、综掘机、混凝土喷射机等，目前，我国研制生产的岩巷掘进配套设备的种类、型号亦很多，现就几种主要设备的性能参数、结构及原理、特点作简要介绍，以便在组织岩巷机械化作业线时选用。,22
11、,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.1 凿岩机械 3.1.1 气腿式凿岩机 气腿式凿岩机是煤矿岩巷钻爆法施工中钻凿迎头炮孔、锚杆孔的凿岩钻孔机具，目前大量使用的机型有7665M系列、ZY系列、ZT系列。气腿式凿岩机适用于在中、硬岩石上钻凿水平和倾斜,23,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,炮孔。为满足垂直锚杆孔的施工，上世纪九十年代中期，我国又研制成功能钻凿巷道顶部垂直锚杆孔，具有安装、搅拌树脂锚固剂功能的气动凿岩机7665M系列双级气腿式凿岩机。实现了岩巷掘进、锚杆钻装机具一体化。,24,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,7655M型气腿式凿岩机,25,3 岩巷掘
12、进机械化作业线主要配套设备简介,（1）主要结构及工作原理 气腿式凿岩机主要由推进气动支腿、操纵把手、气动凿岩机、风管、水管、注油器等几部分组成。气动凿岩机主要由冲击机构、配气机构、转钎机构、排粉机构几部分组成。,26,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,双级气腿式凿岩机结构简图,27,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,气动凿岩机的工作原理与液压凿岩机相似，气动凿岩机对钎子的冲击能都是活塞在气缸中做往复运动来完成的，工作时，通过配气机构，使压气交替作用于活塞两端，并形成压差，迫使活塞在缸体内作往复运动，完成冲击钎子、破碎岩石的目的。凿岩机的冲击功可通过改变活塞面积、供气压力、或活塞
13、冲程进行调节。气腿式气动凿岩机的转杆机构是利用活塞返回时能量来转动钎子,28,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（通常叫转钎机构），结构紧凑、与液压凿岩机的外转钎机构不同。排粉机构采用压气、水或气水混活物排粉。 国产气腿式凿岩机主要技术性能见下表。,29,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,国产气腿式凿岩机主要技术性能表,30,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（2）注意事项 开机前必须加注润滑油，耗油量控制在2.53ml/min，每隔1h加注一次； 禁止长时间空车运转； 水压应低于工作气压0.05MPa为宜，水压过高会造成气水联动机构失灵，易造成水进入机体，影响凿岩机正
14、常工作，水压过低，影响排粉，降低凿岩速度；,31,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,停止工作时，先停止供水，用风吹净机体内残余水滴。 （3）特点及不足 重量轻、操作方便 结构简单，维修方便 与液压凿岩机相比，冲击功小，凿岩速度慢 噪音大，污染大，效率低。 安装锚杆扭矩小。,32,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,液压凿岩机与气动凿岩机效率比较表,33,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.1.2 全液压掘进钻车 全液压掘进钻车是岩巷掘进机械化作业线中一种主要的配套设备，它是将数台液压凿岩机安装在行走台车钻臂的导轨上，钻臂和导轨根据作业面炮眼位置和方向，在一定范围内任意调
15、整和变换位置，来完成钻凿各种炮眼。 全液压钻车的推广，大大提高了岩巷掘进机械化程度，实现岩巷炮眼作业机械化。由于全液压钻车可以配用重型高频凿岩机或高效液压钻，可以,34,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,钻大直径孔，质量高、速度快、时间短，改善了条件，提高了凿岩生产效率，加快了掘进速度。 自上世纪九十年代以来，我国在引进国外产品技术的基础上，研制生产、中外合作生产了30多种型号的全液压钻车，随着我国煤矿岩巷掘进机械化程度的不断提高，全液压钻车得到了全面推广应用。,35,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（1）主要结构及工作原理 全液压钻车种类很多，但其结构基本相同，主要由推进器
16、、推进器变幅机构、钻臂、钻臂变幅机构、履带行走机构、固定装置、司机室、电液系统组成。,36,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,全液压掘进钻车结构简图,37,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,全液压掘进钻车照片,38,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,推进机构：掘进机构的作用是给凿岩机轴推力和支撑力，克服凿岩时机体轴向振动和后座力，并完成凿岩机的推进和返回，推进机构主要由导轨、移动滑架、油缸、钢丝绳（全链条）推进器、夹钎器组成，推进器变幅机构是实现推进器摆动、俯仰和补偿动作。 钻臂及钻臂变幅机构：钻臂的作用是支撑凿岩机和推进器等部件，是台车的主要受力部件。钻臂旋转机构由摆
17、线油马达蜗杆蜗轮驱动，能,39,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,绕自身轴线回转360。钻臂在变幅油缸和摆线油马达的作用下，完成钻机升降摆动和旋转动作。 行走机构：一般为履带式行走机构，由摆线油马达驱动。 液压系统：全液压钻车的液压系统一般多采用多泵多液动机（油马达），开式循环系统，油箱采用封闭式，压力1620MPa。 国产全液压掘进钻车主要技术性能见下表。,40,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,国产全液压钻车主要技术性能表,41,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（2）特点 结构紧凑，操作方便、灵活、功能齐全，在条件允许的情况下，可兼打锚杆眼。 钻孔速度快、效率高、
18、可视岩性，采用冲击、旋转、冲击-旋转不同的破岩方式。 履带行走，机动灵活，爬坡能力强，一般可在坡度小于14的坡上行走。 噪音小，无污染，司机远离工作面，作业安全。,42,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（3）不足与注意事项 体积较大，适用范围受到一定限制，一般不适用于14m2以下的小断面使用。 选用全液压钻车时，规格尺寸要满足矿井运输、提升、巷道断面大小、岩石硬度、坡度、转变半径等施工条件。 凿岩能力、机械化程度要与其他工序的机械设备相适应，在使用中互相不干扰。,43,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,选用全液压钻车钻臂数目，凿岩能力要按照巷道快速掘进的要求和钻眼时间在掘进循
19、环图表中所占比重，可以按照以下经验公式计算后确定：,44,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,式中， n 全液压钻车钻臂数；N 工作面炮眼数，个；L 炮眼平均深度，m；t 一个循环中打眼时间，min；V 钻眼平均效率，m/min。,45,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（4）全液压钻车发展方向 优化设计，提高其可靠性和寿命。 提高自动化控制水平，实现计算机程序控制自动钻凿全部炮眼。 运行状态和故障的智能化检测。 采用高效凿岩机，提高破岩效率，减少钻臂数，简化整机结构。 3.1.3 岩巷多功能掘进机 岩巷多功能掘进机是一种集破岩、装载、转运、,46,3 岩巷掘进机械化作业线主要配
20、套设备简介,支护为一体的多功能综合掘进机。我国煤矿目前使用的岩巷多功能掘进机多为进口产品。 3.1.3.1 国外岩巷多功能掘进机 （1）AHM-105硬岩掘进机 AHM-105硬岩掘进机是奥地利奥钢联公司生产的，该机截割部为横轴式截割滚筒，同时配备了锚杆钻装系统，可实现岩石截割、锚杆钻装平行作业，为掘、锚、运一体化综掘机。,47,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（2）ABM20快速掘进机 该机配备了4台顶板锚杆钻机和2台边帮锚杆钻机，掘进和锚杆施工同时进行，该机配备了先进的除尘、瓦斯抽放系统，工作过程PLC控制。,48,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,ABM20快速掘进机,
21、49,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（3）TM250、TM300 多功能巷道掘进机 该机为德国哈泽玛格公司生产，截割功率大，破岩强度达到120MPa，整机PLC控制，并可自动导向或无线遥控。,50,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,AHM-105硬岩掘进机、ABM20快速掘进机、TM250、TM300 多功能巷道掘进机主要性能见下表。,51,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,国外多功能掘进机主要技术指标表,52,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.1.3.2 国产硬岩掘进机 近几年，为了提高煤矿岩巷综掘机械化水平，我国在大功率重型硬岩掘进机的研制方面取得了
22、突破性进展。煤炭科学研究总院太原研究院（山西煤矿装备有限公司）研究开发了悬臂式EBZ220TY、EBH315TY型硬岩掘进机；南京晨光三井三池掘进机有限公司研发了EBZ220和EBZ300悬臂式硬岩掘进机；三一重工研发了EBZ200C型、EBZ200-H1型悬臂式硬岩掘进机。,53,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,EBZ200C掘进机,54,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,EBZ200HI掘进机,55,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,EBZ220掘进机,56,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,EBZ300掘进机,57,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简
23、介,EBZ220TY掘进机,58,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,国产悬臂式硬岩掘进机的研制成功，对提高我国煤矿岩巷综掘机械化水平具有重大意义。 国产重型硬岩掘进机特点： 截割功率200315KW，截割岩石强度90130MPa； 高强度钢回转台，配有侧支撑，保证截割岩石时整机坚固稳定；,59,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,机载除尘系统和高压水外喷雾系统，降尘、放火效果好； 采用PCL控制技术，对温度、故障、过载、瓦斯进行全程在线检测，形成检测、报警、控制闭环回路。,60,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,国产重型硬岩掘进机主要技术参数表,61,3 岩巷掘进机械化作
24、业线主要配套设备简介,3.2 装岩机械 装岩是巷道掘进中作业时间最长的工序，约占整个掘进循环时间的3050%，大力推广和使用高效能装岩机械，不断提高装岩机械化水平，对加快巷道施工速度有重要意义。 3.2.1 装岩机械的分类 井巷装岩机械种类很多，分类法有：,62,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,63,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,64,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,65,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,为了更好地选择装岩机械，现把几种装岩机的工作原理介绍如下：1-铲斗式；2-岩堆；3-立爪式；4-蟹爪式；5-耙斗式 装岩机工作机理对比图,66,3 岩
25、巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,铲斗式装岩机、耙斗式装岩机、挖斗式装岩机，铲装（耙装）和卸装岩石均为间断不连续式，立爪式装岩机为半连续式，蟹爪式为连续式。由于装岩机的装载方式不同，其生产能力及装运机械化作业线中调车方式也不同。 铲斗式工作机构采用下部插入式，工作阻力最大；耙斗式为上取料间歇装载，阻力比铲斗小；蟹爪式由岩堆侧面耙取岩石，连续装载的工作形式，无需到岩堆中挖取，工作阻力较小。,67,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,立爪式为顶耙式半连续装岩的工作形式，蟹爪式由岩堆侧面插入，无需到岩堆里挖掘，因此阻力最小。 目前使用最多的是耙斗式装岩机和侧卸式装岩机。,68,3 岩巷掘进机
26、械化作业线主要配套设备简介,3.2.2 装岩机的选择原则 岩石的物理机械性质（硬度、块度、容量及温度）。 巷道断面尺寸、形状、坡度、转弯半径。 钻眼爆破方法、劳动组织形式、动力情况。 巷道运输设备的类型、轨距、调车方法等。,69,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.2.3 侧卸式装岩机 侧卸式装岩机是一种适用于大断面巷道装岩作业的新型装岩机械，也是岩巷快掘机械化作业线最主要的配套设备之一。,70,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,ZCD型侧卸式装岩机,71,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（1）结构及工作原理 侧卸式装岩机由工作机构、行走机构、液压系统、电控系统组成
27、。 铲斗支承在铲斗座上，靠铲斗一侧的销轴彼此铰接，铲斗座径拉杆和摇臂连接到行走机架上，组成双摇杆四连杆机构，摇臂在升降油缸推动力下铲装岩石，并升至卸载高度、由卸载油缸使铲斗相对铲斗座绕销轴向一侧卸载。 铲斗斗唇呈园形、侧壁很低、利于插入岩堆，铲,72,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,斗座后部与拉杆和大臂连接，改变拉杆长度、可调节斗齿与地面的铲取角、铲取角一般为38，斗齿最大插深150mm左右。 行走机构为履带式，由电动机、减速箱、驱动轮、履带架、履带、支重轮、履带张紧装置组成。二个履带车分别由二个电机驱动，便于控制直行或左右拐弯。 液压系统为单泵多缸并联系统。,73,3 岩巷掘进机械
28、化作业线主要配套设备简介,ZCD型侧卸式装岩机结构简图,74,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,装岩机的开停和制动是用脚闸刹车机构完成。铲斗侧卸方向可以通过改变侧卸主销的位置即可改变卸载方向。 （2）特点 斗容大，装岩效率高，理论生产能力80100m3/h。 一机多用，除完成装载外，可用于工作面短距离运输、卧底、清带作业，也可作锚杆支护工作平台。 履带行走，机动灵活，可全断面装岩，不留死角。,75,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,ZCD-100RJ侧卸式装岩机主要技术性能表,76,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.2.4 耙斗式装岩机 耙斗式装岩机是岩巷普通机械化
29、作业线中的主要配套设备，是耙装机和转载机“合二为一”的机型，是一种用绞车牵引耙斗把岩石装入矿车的装岩设备。 （1）结构 耙斗式装岩机主要由耙斗、绞车、机体、钢丝绳及绳轮、操纵机构、溜槽、簸箕口等几部分组成。,77,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（2）特点 装岩能力大（15100m3/h）装岩效率高。 结构简单、故障少、不怕炮崩。 （3）不足 体积大，不利于其它施工机械进入迎头作业。 钢丝绳磨损快，钢丝绳与绳轮之间易产生火花、在煤巷、半煤岩巷中使用，特别是高瓦斯矿井中使用不安全。,78,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,耙斗装岩机主要技术性能表,79,3 岩巷掘进机械化作业线
30、主要配套设备简介,3.3 混凝土喷射机械 混凝土喷射机械是岩巷喷射混凝土施工中的主要装备，混凝土喷射机性能的好坏对喷射混凝施工的生产效率，对喷射混凝土的强度、质量都将产生很大的影响。 3.3.1 混凝土喷射机分类,80,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,81,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,82,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,83,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,84,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.3.2 典型机型介绍-转子型潮式混凝土喷射机 转子型潮式混凝土喷射机由于其结构简单、重量轻、喷射距离远，使用方便等特点，使其成为煤矿喷射混凝土
31、施工中的主要机型，占市场份额的95%以上。 （1）结构 转子型喷射机主要由主机、传动系统、机架、气路系统、喷射系统组成。主机由旋转体、磨擦板、衬板、料斗、搅拌器、上下壳体组成。,85,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,转子式混凝土喷射机（下出料）结构简图,86,转子式混凝土喷射机（上出料）结构简图,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,87,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（2）工作原理 转子型上出料式和下出料式二种机型在结构上的根本区别是料腔结构不同。工作原理基本相同。 工作时，电动机通过减速器带动转子搅拌器和拨料板旋转，料斗中的混合料被均匀投入到转子体的料腔中，当装满
32、料的料腔对准出料弯头时，内圈的气室也恰好对准进风管，在压气的作用下，混合料经结合板出料弯头输料管喷咀，加水混合后喷至受喷面。,88,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,工作时，电动机通过减速器带动转子搅拌器和拨料板旋转，料斗中的混合料被均匀投入到转子体的料腔中，当装满料的料腔对准出料弯头时，内圈的气室也恰好对准进风管，在压气的作用下，混合料经结合板出料弯头输料管喷咀，加水混合后喷至受喷面。,89,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,上出料转子型与下出料转子型喷射机性能比较表,90,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,（3）转子型潮喷机的核心技术 料腔出料弯头由不可变形的材料改
33、为可变形、高耐磨弹性材料。 混合料水灰比由0.25提高至0.3以上。 磨擦副材料采用高耐磨复合材料和高硬度耐磨弹簧钢。 国内常用转子型混凝土喷射机性能见下表。,91,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,国内常用主要转子式混凝土喷射机一览表,92,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.3.3 我国湿喷机的研究与应用 湿式喷射混凝土是实现喷射混凝土、减弹降尘、提高混凝土质量唯一有效途径。二十多年来我国研制开发了多种形式的湿式混凝土喷射机，简单介绍如下： （1）活塞泵式混凝土湿喷机 （2）挤压泵式混凝土湿喷机 （3）风送型转子式混凝土湿喷机 （4）风送型挤压泵式混凝土湿喷机,93,岩巷
34、掘进机械化作业线主要配套设备简介,活塞泵式混凝土湿喷机结构简图,94,岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,活塞泵混凝土湿喷机原理图,95,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,挤压泵湿式混凝土喷射机结构及原理图,96,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,风送型转子式混凝土湿喷机结构-原理图,97,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,风送型挤压泵式样混凝土湿喷机结构简图,98,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,国内主要湿式混凝土喷射机技术性能表,99,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,3.3.4 潮式与湿式喷射工艺的性能比较 湿式喷射混凝土工艺具有回弹少、无粉尘
35、、混凝土质量好等特点，越来越得到了广泛的应用，也已成为世界各国喷射混凝土技术的发展方向。上世纪90年代，西方国家已全面推广使用，湿式喷射混凝土已占喷射混凝土总量的90%以上。我国煤矿上世纪80年代中期开始湿式喷射混凝土技术的研究、试验，在湿喷装备和工艺的研究方面也取得很多成果，但至今未推广应用。究其主要原,100,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,原因：煤矿井下特殊的工作环境和条件（运输、作业方式、断面大小）制约了该技术的推广。干喷与湿喷工艺性能比较见下表。,101,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,干（潮）喷与湿喷工艺性能比较表,102,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简
36、介,3.3.5 影响喷射混凝土粉尘、回弹因素分析喷射机的性能 喷射工艺与材料的选择 喷射技术与喷射参数的选择 水灰比、砂石含水率、速凝剂添加量、喷射距离、喷射角度、风压大小。,103,3 岩巷掘进机械化作业线主要配套设备简介,砂石含水率对粉尘浓度的关系表,104,第二部分,煤及半煤岩巷快速掘进,105,1 概 述,综采及综采放顶煤开采技术的快速发展，回采工作面推进速度越来越快，加快煤及半煤岩巷快速掘进速度，对满足采掘接替、保证高产高效生产具有重要意义。 煤及半煤岩巷快速掘进施工方法有： 一是钻眼爆破掘进法即炮掘。炮掘是传统的施工方法，不少煤矿因煤赋存条件差、顶底板、围岩破碎、断层多、掘进巷道短
37、等多种原因无法采用综掘法。如徐州矿务集团有30多个掘进头，只有,106,1 概 述,10个掘进头采用综掘法开拓巷道。因此，炮掘法仍是我国煤矿煤巷半煤岩巷的主要施工方法，且短期内不可能被取消。 二是用综合机械化掘进即综掘。综掘是使用掘进机破煤、装煤，并将煤转载到运输设备上运出。 我国上世纪80年代初开始从国外引进掘进机并开始国产化，二十多年来，随着我国综采、综采放顶煤技术的快速发展，我国综掘机的研发和生产取得了长足的进步，现在我国年产各种掘进1000,107,1 概 述,多台，截割功率从几十千瓦到300多千瓦，截割对象从煤到硬岩。我国综掘机的技术性能已达到国际先进水平。这为我国煤矿煤及半煤岩巷快
38、速掘进提供了可靠掘进装备。,108,2 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线介绍,2.1 气腿式凿岩机或煤电钻+ZMC侧卸式装煤机+气动锚杆钻机或液压锚杆钻机+蓄电池电机车+矿车 该作业线采用7665M或ZY24M气腿式凿岩机或煤电钻钻凿迎头炮孔，用气动锚杆钻机或液压锚杆钻机打顶部、边帮锚杆孔并安装锚杆，用侧卸式装煤机将煤及矸石铲装到矿车，用蓄电池机车将装满煤或矸石的矿车运走。为提高炮孔、锚杆孔,109,2 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线介绍,的施工速度，可配备多台气腿式凿岩机（或煤电钻）、多台气动或液压锚杆钻机。 该作业线的特点： 钻孔设备轻便灵活，多台设备同时施工钻孔速度快、效率高。 侧卸式装煤机装
39、载效率高，机动性好，速度快，爬坡能力强。,110,2 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线介绍,侧卸式装煤机一机多用，可用于辅助物料的运输。也可作为钻装边帮上部锚杆孔，安装锚杆的工作平台。 安全、可靠、避免了耙斗式装岩机绳轮磨擦易产生火花的危险。,111,2 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线介绍,2.2 7665M、ZY24M、ZY28气腿式凿岩机或煤电钻+液压挖掘式装载机+气动（液压）锚杆、锚索钻机+蓄电池机车+矿车 该作业线采用气腿式凿岩机或煤电钻钻凿迎头炮眼，用气动（液压）锚杆钻机打顶部、边帮锚杆眼并安装树脂锚杆，用江苏中煤矿山机械有限公司新研制成功的ZWY液压挖掘式装载机扒矸并直接卸载到后部矿车或
40、其他转载设备，装满的矿车,112,2 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线介绍,由蓄电池机车运至后部矸石场。 该作业生产线的特点： ZWY全液压挖掘式装载机采用履带式行走机构，机动、灵活。 挖掘式装载机的运输槽可与多种后部运输设备相配套，可连续挖掘装载，能力大，机械化程度高。 全液压驱动、安全可靠。,113,3 煤及半煤岩巷综掘机械化作业线,20世纪六十年代以来，掘进机的研制日趋完善，现已成为世界主要产煤国家不可缺少的生产设备。当煤巷或半煤岩巷道超过200m时，就可采用掘进机掘进。为了充分发挥掘进的效能，上世纪八十年代以来，侧重研究后配套设备及掘进机前部锚杆支护设备。,114,3 煤及半煤岩巷综掘机械
41、化作业线,综掘机械化作业线就是在一条采用掘进机掘进的巷道内将定向掘进、运煤、通风、除尘、运输、巷道支护、供电系统等设备配套成龙，形成一条高效、相互配合、连续均衡生产、完整的掘进系统，达到全过程机械化，从而达到较高的掘进速度和较好的经济效益。现就几种煤及半煤巷常用综掘机械化作业线介绍如下，仅供参考。,115,3 煤及半煤岩巷综掘机械化作业线,3.1 悬臂式掘进机+双向胶带输送机+气动（液压）锚杆钻机机械化作业线 该作业线的工序是掘进机截割的煤或矸石经掘进机转载送至紧跟掘进机后部的可伸缩胶带输送机，然后再卸至其它运输设备。可伸缩胶带输送机运煤或矸石时，胶带输送机底部胶带可同时向工作面运送材料，使上
42、胶带出煤和下胶带（回空胶带）进料形成一个运输系统，可伸缩胶带长度,116,3 煤及半煤岩巷综掘机械化作业线,一般为800m，胶带储存长度一般为100m，掘进机割煤结束，手持式气动或液压锚杆钻机到掘进机前部完成迎头顶部及边帮锚杆的钻装。 作业线特点： 可实现煤、矸连续运输，减少煤、矸转运停歇时间，效率高，做到一机多用。在巷道跨度较小的情况下优点更突。 该方案用于连续掘进、长度大于600的独头巷道才能充分发挥高速度、高工效的优越性。,117,3 煤及半煤岩巷综掘机械化作业线,3.2 悬臂式掘进机+刮板运输机+气动（液压）锚杆钻机机械化作业线 掘进机截割的煤、矸经转载机到刮板运输机再卸入其它运输设备
43、运出。 这种方案主要用于巷道坡度变化较大，掘进巷道长度较短的条件。,118,3 煤及半煤岩巷综掘机械化作业线,3.3 悬臂式掘进机+梭式矿车+气动（液压）锚杆钻机机械化作业线 该作业由掘进机，梭式矿车、牵引电机车等几部分组成。掘进机截割的煤、矸石经转运机构胶带转载机卸载到梭车内，然后用电机 车将梭车拉至卸载地点卸载。 这种配套方案不能连续装载，适用于卸载地点运输距离较短的条件，井下应具备卸载仓。,119,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,4.1 煤及半煤岩巷炮掘机械化作业线主要配套设备及其选择 4.1.1 钻孔设备炮孔施工设备多选用气腿式凿岩机或煤电钻，锚杆钻装设备主要选用气动锚杆钻机或
44、液压锚杆钻机，本节将重点介绍气动锚杆钻机及液压锚杆钻机。,120,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,（1）钻孔设备的选型 原则：根据围岩强度确定选用哪种破岩方式钻孔。 二种不同破岩方式钻速比较见下表。,121,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,当f4时， 煤电钻 当f46时 气动或液压液压锚杆机 当bf8时 气腿式凿岩机、液压锚杆钻机（配 钢石复合片钻头） 当f8时 冲击-旋转式凿岩机 （2）锚杆钻机的发展历程,122,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,我国锚杆钻机发展的三个阶段,123,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,我国锚杆钻机发展的三个阶段(续）,124,4 煤
45、及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,表1 我国锚杆钻机发展的三个阶段（续）,125,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,（3）顶置式气动锚杆钻机 结 构齿轮式 柱塞式 顶置式气动锚杆钻机结构图,126,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,由驱动系统、推进系统、控制系统三部分组成。 工作原理,127,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,顶置式气动锚杆钻机工作原理图,128,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,特点及不足 机械特性-软特性曲线，输出转矩-钻孔速度能视岩石强度的大小自动调节，达到最佳钻孔效果； 动力单一、重量轻、操作方便、配套灵活； 噪音大、污染大； 能耗大、效率低。,
46、129,维护与保养 每班加注润滑油； 保持气的清洁度（油水分分离器）； 保证供气压力。 主要技术指标,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,130,国产顶置式气动锚杆钻机主要技术参数表,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,131,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,国产顶置式气动锚杆钻机主要技术参数表,132,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,国产顶置式气动锚杆钻机主要技术参数表,133,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,（4）顶置式液压锚杆钻机 结 构由驱动系统、推进系统、控制系统、动力系统组成,134,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,MZ系列钻机主要结构示意图
47、,135,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,MYT系列钻机主要结构示意图,136,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,原 理,电机,液压马达,组合阀,切削煤岩,推进油缸,泵站,分流阀,钻孔进给,钻孔,液压油,驱动,137,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,特点及不足 具有较好的钻削性能，钻机能根据负载的变化实现推进力、转速的最佳匹配。 转矩大、过载能力大、易于实现无级调速。 噪音低、振动小、推进平稳、钻孔质量好。 能耗较低，为气动钻机的1/3-1/4。 与气动钻机比，主机和泵站重量重，井下移动不便。,138,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,维护与保养： 加油及使用时应保
48、证油的清洁。 按说明书要求更换系统油液。 主要技术性能：,139,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,国产常用液压锚杆钻机主要技术性能表,140,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,（5）手持式气动、液压帮锚杆钻机为快速完成煤巷、半煤岩巷帮锚杆孔的施工及树脂锚固剂的搅拌,锚杆的安装，我国研制了转矩3550N.m的手持式气动（液压）帮锚杆钻机。以代替传统的煤电钻。是煤及半煤岩巷快速掘进机械化配套不可缺少的装备之一。 结构及工作原理手持式气动（液压）帮锚杆钻机主要由气（液）马达、扶机手把、气（液）控制阀、水阀组成。,141,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,工作原理与气动（液压）帮锚
49、杆钻机相同。手持式气动（液压）帮锚杆钻机结构图,142,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,特 点 钻机结构简单、重量轻、操作方便； 转矩大、实现钻孔、锚固剂搅拌、锚杆安装一体化； 液压帮机与液压锚杆钻机共用一泵站，简化了系统。,143,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,主要技术性能 手持式气动帮锚杆钻机主要技术性能表,144,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,手持式液压锚杆钻机主要技术性能表,145,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,（6）支腿式气动（液压）帮锚杆钻机支腿式气动（液压）帮锚杆钻机是煤巷帮锚杆孔专用施工机具，也可搅拌树脂锚固剂和安装树脂药卷类锚杆。 结构及原理支腿式气动（液压）帮锚杆钻机其结构与顶置式气动（液压）帮锚杆钻机结构基本相同。主要区别是钻机切削装置与推进支腿的联接方式由固定或改为绞接式。,146,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,工作原理与顶置式气动（液压）锚杆钻机基本相同。支腿式气动帮锚杆钻机,147,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,支腿式液压帮锚杆钻机,148,4 煤及半煤岩快速掘进配套设备及其选择,特 点 结构简单、便于上部帮锚杆孔的施工 减轻了工人的劳动强度。 实现钻孔、锚固剂安装一体化。,
