掘进机分类
煤矿综掘机的结构与工作原理 ppt课件
煤矿综掘机的结构与工作原理
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二、掘进机的组成及结构特点
(一)掘进机的组成 以MRH—S100型掘进机为例，掘进机主要由截割机构、装运机构、行走机构、
转载机构、液压系统、喷雾除尘系统和电气系统等部分组成。其主要的结构特 点有： 1．除截割机构和胶带转载机外，其余各机构均采用液压驱动，具有良好的 驱动性和过载保护性能。 2．截割臂可伸缩，除可扩大截割断面外，还便于挖柱窝，整修巷道顶帮， 提高掘进巷道的工程质量。 3．设有3MPa的内喷雾及外喷雾装置，能较好的冷却截齿和提高灭尘效果。 4．行走机构后部装有两台后支撑液压缸。 5．液压回路系统设有冷却装置，可保证机器长时间工作。 6．截割臂上设有托梁架，可利用截割臂架设顶梁，减轻工人体力劳动。 7．电气控制箱设有各种保护装置，指示灯便于司机观察。
煤矿综掘机的结构与工作原理
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（二）液压系统工作原理 MRH—S100型掘进机除截割机构用电动机驱动以
外，其余装运、行走等各机构都采用液压驱动。 1、装运机构。主要包括耙爪、中间输送机、铲装板
上下摆动。 2、行走结构。 3 、 截割机构升降、回转及推进油缸。 4、后支撑液压缸； 5、喷雾泵马达的控制 6、液压系统的压力调节； 7、行走机构液压马达
掘进机的结构及工作原理
煤矿综掘机的结构与工作原理1第一节掘进机的结构一、掘进机的种类
掘进机的种类大体上主要有以下几种分类： 1．掘进机按照适用的煤岩类别不同，分为
煤巷掘进机、岩巷掘进机和半煤岩巷掘进机。 2．掘进机按照装载转运方式不同，分为耙
爪—刮板输送机型、双环形刮板链—刮板输送 机型和单环形刮板链型3种。 3．按照掘进机截割滚筒的布置方式不同， 分为横轴式和纵轴式两种。
TBM类型及工作基本知识介绍
TBM类型及工作原理介绍TBM是一种集掘进、出碴、导向、支护和通风防尘等多功能为一体的大型高效隧道施工机械。
TBM的分类网络图详见图1。
图1 TBM分类网络图以下就敞开式掘进机与护盾式掘进机进行详细比较分析。
1、敞开式掘进机（1）敞开式掘进介绍敞开式TBM主要适应于硬岩，能利用自身支撑机构撑紧洞壁以承受向前推进的反作用力及反扭矩的全断面岩石掘进机。
在施工对应较完整、有一定自稳性的围岩时，能充分发挥出优势，特别是在硬岩、中硬岩掘进中，强大的支撑系统刀盘驱动和推进系统组成。
其主要结构见图2、3。
图2 敞开式掘进机结构图掘进机主机根据岩性不同可选择配置临时支护设备如钢架安装器、锚杆钻机、钢筋网安装机、超前钻、管棚钻机、喷混凝土机及注浆机等。
图3 敞开式掘进机图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注浆设备，预先固结周边岩石，然后再开挖。
敞开式掘进机适合洞径在φ2～9m之间，最优选择φ3～8m。
（2）敞开式全面断面岩石掘进机工作原理1）盘形滚刀破岩机理在推力作用下，安装在刀盘上的盘形滚刀紧压岩面，随着刀盘的旋转，盘形滚刀绕刀盘中心轴公转的同时绕自身轴线自转，在刀盘强大的推力、扭矩作用下，滚刀在掌子面固定的同心圆切缝上滚动，当推力超过岩石的抗压强度时，盘形滚刀下的岩石直接破碎，盘形滚刀贯入岩石，掌子面被盘形滚刀挤压碎裂而形成多道同心圆沟槽，随着沟槽深度的增加，岩体表面裂纹加深扩大，当超过岩石的剪切和拉伸强度时，相邻同心圆沟槽间的岩石成片剥落。
刀具破岩原理示意见图4。
作用、反扭矩；刀盘旋转，推进液压缸推压刀盘，一组盘形滚刀切入岩石，在岩面上作同心圆轨迹滚动破岩，岩碴靠自重掉入洞底，由铲斗铲起，岩碴靠岩碴自重经溜槽落入皮带机出碴，这样连续掘进成洞。
图5 掘进机（Jarva27）结构示意图1－盘形滚刀；2－刀盘；3－扩刀孔；4－出碴皮带机；5－超前钻机；6－电动机；7－行星齿轮减速器；8－末级传动；9－推进液压缸；10－后下支承；12－操纵室；13－外机架；14－内机架；15－锚杆钻机；16－铲斗3）掘进机工作循环支撑式掘进机的工作循环，如图6。
掘进机
一、概述第三节掘进机掘进机是一种能够同时完成破落煤岩、装载与转载、运输、喷雾除尘和调动行走的联合机组。
它具有掘进速度快、掘进巷道稳定、减少岩石冒落与瓦斯突出、减少巷道的超挖量和支护作业的充填量、改善劳动条件、减轻劳动强度等优点。
因此，掘进机在与综采工作面配套使用中发挥着越来越大的作用。
目前国内外研究和使用的掘进机类型很多，主要按使用范围和结构特征分类：1．按掘进机所能截割煤岩的普氏系数值分煤巷掘进机：适用于f≤的煤巷。
半煤岩巷掘进机：适用于f≤6的煤或软岩巷道。
岩巷掘进机：适用于f>6或研磨性较高的岩石巷道。
2．按掘进机可掘巷道的断面大小分小断面掘进机：可掘进断面小于8 m2的巷道。
大断面掘进机：可掘进断面大于8 m2的巷道。
3．按工作机构切割工作面的方式分部分断面掘进机：工作机构前端的截割头在截割断面时，经过上下左右多次连续地移动，逐步完成全断面的破碎。
‘全断面掘进机：工作机构沿整个工作面同时进行破碎煤岩和连续推进。
二、部分断面巷道掘进机煤巷掘进机有多种型号，ELMB型掘进机是煤矿掘进综合机械化的主要设备，以此机型为例，说明部分断面巷道掘进机结构和工作方式。
(一)ELMB型掘进机组成及工作过程，ELMB型掘进机是一种悬臂纵轴式径向截割的巷道掘进机。
适用于巷道最大倾角±12。
的煤或半煤岩巷，可任意掘出巷道的断面形状。
主要由工作机构、装运机构、行走机构、转载机构、液压系统、喷雾降尘系统和电气系统等部分组成，如图l0一8所示。
机器工作时首先开动履带行走机构，使机器移近工作面，截割头接触煤壁时，停止前进。
开动截割头并摆动到工作面左下角，在伸缩油缸的作用下钻人煤壁，当截割头轴向推进0。
5 m(伸缩油缸最大行程)时，操纵水平回转油缸，使截割头摆动到巷道右端，这时在底部开出一条深为0．5 m的底槽，然后再操纵升降油缸使截割头向上摆动一截割头直径的距离后向左水平摆动。
如此循环工作，最后形成所需的断面，如图10一9所示。
隧道工程第九章 隧道掘进机TBM施工
三、掘进机的国内外发展现状
TBM施工法始于二十世纪三十年代，限于机械技术水 隧 平，其应用实例甚少。五六十年代随着机械工业与掘进机技 道 术水平的不断提高发展较快。迄今为止，世界上采用TBM施
工
程 工的隧道超过1000座，总长度超过4000km，以逐步成为长大 隧道修建的主要施工方法之一。
国外典型应用——英吉利海峡隧道
（1）单水平撑靴掘进机
特点：在机身的水平方向每侧只设置了一个水平撑靴，故称为单撑靴式。
基本构造：
①主梁和掘进刀盘支架是掘进机的构架，为所用其它构件提供安装支点；
隧
道 ②掘进刀盘的四周安装了刀盘护盾，利用可调试顶盾、侧盾和下支撑保持一种保持一 工 种浮动支撑，从而保证了切削刀盘的稳定； 程 ③主梁上安装推力千斤顶和支撑系统。由于每侧只采用了一个水平撑靴，因此它在掘
进过程中，方向调整是随时进行的，掘进的轨迹是曲线。
SUI DAO GONG CHENG
（2）双水平撑靴掘进机 特点：在机身的前后每侧有两个水平撑靴，故称为双撑靴式。 基本构造： ①主机架的后端与后下支撑连接，推进千斤顶推动主机架及掘进刀盘前进；
隧 ②在掘进中有两对水平撑靴撑紧洞避，因此掘进方向一经定位，只能沿着直 道 线掘进，只有在重新定位后，才能调整方向，所以掘进机轨迹是折线。
隧 微型TBM
道 工 程
SUI DAO GONG CHENG
双圆或三圆TBM
隧 道 工 程
SUI DAO GONG CHENG
母子盾构TBM
隧 道 工 程
椭圆型断面TBM
SUI DAO GONG CHENG
矩形断面TBM
隧 道 工 程
SUI DAO GONG CHENG
第二章 掘进机械
1-凿岩机缸体；2-活塞； 3-钎杆；4-钎头
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气腿式凿岩机
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组成：冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等 工作原理：钎杆1尾端装入凿岩机2机头钎套内，注油器3连
接在风管5上，使压气中混有油雾，对凿岩机内零件进行润 滑，水管4供给清除岩粉用水，气腿6支撑凿岩机并给以工作 所需推进力。
逐步掘出所需断面。断面形状可以是矩形、梯形、拱形等多 种形状。其中，悬臂式部分端面掘进机在煤矿应用普遍。 适用于单轴抗压强度60MPa的煤、半煤岩、软岩水平巷道。 大功率掘进机可用于单轴抗压强度200MPa的硬岩巷道。
工作视频
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悬臂式掘进机
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按截割头布置方式：纵轴式和横轴式。 按掘进对象：煤巷、半煤岩巷和全岩巷悬臂式掘进机。
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第二节 钻孔机械与装载机械
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钻孔机械——钻眼爆法中钻凿炮眼机具的总称 装载机械——爆破后碎落下来的煤岩用装载设备运离
工作面，实现这一功能的设备统称装载机械
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凿岩机冲击破碎原理
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工作时活塞做高频往复运动，冲击钎尾。在冲击力的
作用下，用楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度， 钎杆转过一定角度，形成凹痕。由钎头上产生的水平 分力将岩石剪碎，形成一定深度的圆形钻孔。
1-钎杆；2-凿岩机； 3-注油器； 4-水管；5-风管； 6-气腿
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冲击配气机构
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配气机构——实现活塞往复运动以冲击钎尾的机构。 配气机构作用： 将由操纵阀输入的压气依次输送到气缸的后腔和前腔，推 动活塞往复运动——获得活塞对钎尾的连续冲击动作。 常用配气机构有被动阀配气机构、控制阀配气机构和无阀 配气机构。
掘进机司机培训教材
掘进机司机培训教材一、引言掘进机司机是煤矿生产中至关重要的岗位之一，他们负责操作掘进机进行煤矿的开采工作。
为了确保司机能够正确、高效地操作掘进机，本教材旨在提供全面的培训内容，包括掘进机的基本知识、操作技巧、安全注意事项等。
二、掘进机概述1. 掘进机的定义：掘进机是一种用于地下煤矿开采的机械设备，主要用于开采煤矿的巷道和隧道。
2. 掘进机的组成：掘进机主要由切割部分、传动系统、供电系统和控制系统等组成。
3. 掘进机的分类：根据不同的工作原理和结构特点，掘进机可以分为钻孔式掘进机、煤质切割机、刮板式掘进机等。
三、掘进机的基本知识1. 掘进机的工作原理：掘进机通过切割刀具对煤矿进行切割，然后通过传送带将煤矿运出巷道。
2. 掘进机的结构和主要部件：介绍掘进机的结构和各个部件的功能，如切割头、传送带、支撑系统等。
3. 掘进机的工作环境：分析掘进机的工作环境，包括煤尘、高温、高湿等因素对司机的影响，以及相应的防护措施。
四、掘进机的操作技巧1. 掘进机的启动和停止：详细介绍掘进机的启动和停止步骤，包括对各个系统的检查和操作。
2. 掘进机的行走和导向：讲解掘进机的行走和导向技巧，包括控制杆的使用、转向操作等。
3. 掘进机的切割操作：详细介绍掘进机的切割操作步骤，包括刀具的选择、切割速度的控制等。
4. 掘进机的支护操作：介绍掘进机的支护操作技巧，包括支架的设置、支架的调整等。
五、掘进机的安全注意事项1. 煤矿安全法规：介绍煤矿安全法规和相关标准，包括煤矿安全生产法、煤矿安全规程等。
2. 掘进机的安全操作规程：详细介绍掘进机的安全操作规程，包括防护装置的使用、紧急停机的操作等。
3. 灾害事故的应急预案：介绍灾害事故的应急预案，包括火灾、瓦斯爆炸等突发事件的处理方法。
4. 个人防护措施：强调司机在操作掘进机时应佩戴安全帽、防护眼镜、防护手套等个人防护装备。
六、掘进机的维护与保养1. 掘进机的日常维护：介绍掘进机的日常维护工作，包括润滑油的更换、零部件的检查等。
掘进机司机-掘进机械
（1）
大断面掘进机可掘进巷道断面大于8㎡。
（2）
小断面掘进机可掘进巷道断面小于8㎡。
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掘进机概述
3．根据工作机构截割工作面的方式分类
部分断面掘进机。
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全断面掘进机。
返回目录掘进机概述二、 Nhomakorabea进机的基本参数和型号
1．掘进机的基本参数
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掘进机的结构及安全保护装置
一、掘进机的结构
掘进机主要由切割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、 喷雾除尘系统、载机和机架等八部分组成。各部分的作用如下：
三、《煤矿安全规程》对掘进机工作面生产环境的要求
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四、复习思考题
参考本教材 第175页
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谢谢大家！
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掘进机概述
2．掘进机型号的编制
三、横轴式与纵轴式掘进机的区别和特点
1．横轴式与纵轴式 掘进机的区别
2．横轴式和纵轴式 掘进机的特点
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掘进机的结构及安全保护装置
（二）掘进机电气装置的安全规定
1．掘进机的电气 装置的要求
4．照明及警示 信号
2．各种电气闭锁 装置的要求
3．各种电气保护 装置的要求
掘进机司机
-----掘进机械
掘进机概述
一、掘进机的分类
1.根据掘进机所能截割岩石的硬度系数，f值分类
（1）
（2）
（3）
煤巷掘进机适用于 f≤4的煤巷；
半煤岩巷掘进机适 用于f≤6的煤或软
岩石巷道；
岩巷掘进机适用于 f>6或研磨性较高
的岩石巷道。
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掘进机概述
2．根据掘进机可掘巷道的断面大小分类
掘进机械的分类方法及其适用条件
掘进机械的分类方法及其适用条件
掘进机械是指在地下工程中用于开挖矿井、隧道、地铁等的机械设备。
根据其不同的工作原理和适用条件，可将其分类为以下几种： 1. 爆破式掘进机械：采用爆炸能量进行开挖的机械设备，适用于硬质岩石的开采。
2. 掘进机械：适用于软、中等硬度的岩石和土壤的开采，主要有隧道掘进机、盾构机等。
3. 矿山掘进机械：适用于煤矿、金属矿山等地下矿山的开采，主要有矿山掘进机、下孔机等。
4. 钻孔机械：主要用于岩石的钻孔和爆破作业，适用于各种岩石、土壤。
5. 其他掘进机械：如挖掘机、装载机等，主要用于地下室内的建筑施工和堆场的开挖。
需要根据具体的工程要求和岩石、土壤的性质来选择合适的掘进机械。
同时，在使用掘进机械时，也需要注意安全措施和维护保养，以确保机械的正常运行和工作效率。
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地面的泥水处理系统
φ15.44m
11.56m盾构机 在法国巴黎
螺旋机前门打开为土压平衡模式
螺旋机前门关闭气垫式泥水加压
开敞式掘进机
开敞式TBM在对付较完整、有一定自稳性 的围岩时，能充分发挥出优势。特别是在硬岩、 中硬岩掘进中，强大的支撑系统为刀盘提供了 足够的推力；使用开敞式TBM施工可以直接 观测到被开挖的岩面，从而方便对已开挖的隧 道进行地质描述。由于开挖和支护分开进行， 使开敞式TBM刀盘附近有足够的空间用来安 装一些初期支护的设备如钢拱架安装器、锚杆 钻机、超前钻机、喷射混凝土设备等，应用新 奥法原理使这些辅助设备可及时地、有效地对 不稳定围岩进行支护。
土压平衡盾构在非粘透水性土层的掘进施工 中，不能达到掌子面土压的的平衡。但可以通 过注入泡沫进行改良处理。泡沫被加入挖出的 土壤中并成为粒状结构的一部分。粒状结构中 的气泡可以降低土浆密度，减小颗粒摩擦 ，由 于粘着力的作用，使用适当的泡沫混合物，开 挖的土料可以变得非常粘着，完全可以用带式 输送机进行输送。 泡沫的90%都是空气，它们在几天后就会 全部逸出，可对开挖出土料储置或进一步利 用，不需要复杂的分离设备。
3、泥粒粒径应比土体孔隙大且含量适中， 因此对渗透系数大的砂质土、砂砾石层必须 注意此点以加速泥膜的形成。 4、泥浆的粘性。适合的粘度可以防止粘 土、砂粒在开挖室内的沉积、可以将开挖下 來的弃土以流体输送,对砂砾层其粘度参考 值是50s左右。
开敞式TBM动画演示
双护盾掘进机
双护盾掘进机将开挖和衬砌同步完成， 它在适应的地质条件下，创造了TBM高速 掘进的纪录，2000年一台4.92m双护盾 机在山西引黄工程中创造1821.5m的最 高月掘进纪录，使人们更多的看到TBM的 优势。利用已安装的管片提供推力完成掘 进，是护盾机可以在软弱围岩和破碎地层 中掘进的基础，由于双护盾TBM在后盾上 也设置了支撑靴，因此双护盾还具备了在 较硬岩条件下，仍能为刀盘提供大推力进 行硬岩的切削，从而增强了双护盾TBM的 适用范围。
在复合式泥水盾构中膨润土悬浮液 通过气垫对开挖面施加压力，从而实 现支撑作用。受到气垫压力后的悬浮 液不断调整液面高低，及时滿足或补 充了掌子面可能发生突发塌坍等对膨 润土液的需求，而这种调整又可达到 较精确程度。
为达到保持开挖稳定，必须要迅速而可靠 地形成泥模，以使压力有效地作用于开挖面。 为此，泥浆应具有以下特性： 1、泥浆压力。保持泥浆压力＞土压＋水 压,这对防止地基变位有利，一般考虑予留 压力为10～20kPa。 2、泥浆密度。最好能与开挖土体的密度 相同，但大密度泥水会增大泵的负荷，也给 泥水处理带來困难，故一般选定105%～130%。
φ15.2米
该机最大特点是有两个刀盘并独立转 动，装机功率分别是12,000 kW 和 2,000 kW。总扭矩125,268 kN·m， 总推力为10,940 kN，预计的日掘进速 度为24m，外侧刀盘最大转速2rpm， 中心刀盘3 rpm 。为了有控制挖掘和 安全，盾构内部有三台螺旋输送机。两 台螺旋输送机 从外舱移除弃土到后方 的皮带输送机，第三台是小型螺旋输送 机清除中心刀盘的渣土。重量4，364 t 。价值4千万欧元。
土压平衡盾构
土压平衡盾构是在刀盘和压力隔板之间 建立压力土仓，使土仓内和螺旋输送器内 充满开挖碴，依靠盾构千斤顶的推力给土 仓内的开挖土砂加压，并作用于开挖面以 使掌子面稳定。
软稠度的粘质粉土、粉质粘土、淤泥 质粉土和粉砂等粘稠土壤是最适合使用 土压平衡式盾构机施工，它们在螺旋输 送内被压缩成土塞，它的防水作用使土 仓和螺旋输送器内部产生的土压力，平 衡了来自掌子面的水、土压力。
掘进机分类
铁路隧道全断面岩石掘进机法技术指南系列讲（1）
盾构，又称盾构掘进机，其定义 为：用于土质隧道暗挖施工，具有 金属外壳，壳内装有整机及部分辅 助设备，在盾壳掩护下进行土体开 挖、土碴排运、整机推进、管片拼 装等作业，通过刀具切割土体，而 使隧洞一次成形的机器。
盾构演示动画
φ14.87m
泥水平衡盾构机
泥水盾构工法是将一定浓度的泥浆，泵入 泥水室中，随着刀盘切下来的土渣与地下 水顺着刀槽流入开挖室中，泥水室中的泥 浆浓度和压力逐渐增大，並平衡于开挖面 的泥土压和水压，使开挖面保持相对稳定 而不坍塌。只要控制进入泥水室的泥水量 和渣土量与从泥水室中排出的泥浆量相平 衡，开挖即可顺利进行。
双护盾掘进机动画演示
双护盾模式
① 掘进与安装管片
双护盾模式
② 换步
双护盾模式
③ 再支撑
双护盾模式
④ 再掘进与安装管片
单护盾掘进模式（软岩模式）
① 掘进
单护盾掘进模式（软岩模式）
② 换步（辅助推进油缸缩回）
单护盾掘进模式（软岩模式）
③ 安装管片
单护盾掘进模式（软岩模式）
④ 再掘进
谢 谢！
北京地铁
广州地铁
高雄地铁
台湾地铁
洛桑地铁
新加坡地铁
圣保罗地铁竖井
巴塞罗那地铁
世界上最大的土压平衡盾构 西班牙马德里A30 环城公路隧道使用 世界上最大的土压平衡盾构，刀盘直径 15.2m，挖掘直径15.01m，采用管片 衬砌，衬砌后内径是13.45m，混凝土 管片环宽2m，分10片即9片标准块+1 片封顶块。开挖地质为砂、粘土。