悬臂式掘进机发展现状及趋势
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展1. 引言1.1 悬臂式掘进机导航技术的重要性悬臂式掘进机导航技术还可以大大减少人工干预，提高施工安全性。
借助导航系统，工程师们可以远程监控掘进机的运行状况，及时发现问题并采取措施，避免意外事件的发生。
导航技术的应用还能够减少施工过程中的浪费，提高资源利用率，降低施工成本，使工程更具竞争力。
可以说悬臂式掘进机导航技术的重要性不言而喻。
它不仅可以提高工程施工的效率和质量，还能够保障工程的安全性和节约成本。
随着技术的不断发展和创新，悬臂式掘进机导航技术将在工程领域发挥越来越重要的作用，成为推动工程发展的重要驱动力。
1.2 悬臂式掘进机导航技术的应用领域1. 地铁隧道建设：在地铁隧道建设中，悬臂式掘进机导航技术可以帮助工程人员准确控制掘进机的位置和方向，从而保证隧道施工的准确性和高效性。
通过导航技术，可以避免碰撞障碍物和误差，提高隧道施工的安全性和质量。
2. 正文2.1 悬臂式掘进机导航技术的发展历程悬臂式掘进机导航技术的发展历程可以追溯到上世纪90年代。
当时，随着科技的不断进步，人们开始意识到悬臂式掘进机导航技术的重要性，并加大了相关研究与开发投入。
最初的悬臂式掘进机导航技术主要以传统的激光测距技术和惯性导航技术为主，虽然在一定程度上能够满足导航需求，但受限于精度和稳定性，无法完全满足工程需求。
随着全球卫星导航系统的不断完善和发展，如GPS、GLONASS 等系统的广泛应用，悬臂式掘进机导航技术逐渐实现了从传统导航方式向卫星导航方式的转变。
这使得导航精度得到了显著提高，同时也增强了导航系统的稳定性和可靠性。
此外，随着人工智能、机器学习等新兴技术的运用，悬臂式掘进机导航技术也不断进行创新与突破，为提升工程施工效率和质量提供了强有力的支持。
总的来说，悬臂式掘进机导航技术在不断与时俱进的过程中，经历了从传统到现代、从精度不足到精准导航的演进，为工程施工带来了更高效、更安全、更可靠的导航解决方案。
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展悬臂式掘进机是一种常用于隧道工程中的机械设备，其导航技术的发展对于提高工程施工效率和质量至关重要。
随着科技的不断进步，悬臂式掘进机导航技术也在不断创新和发展。
本文将从现有的导航技术现状出发，探讨其发展趋势和未来发展方向。
1. 惯性导航技术惯性导航技术是一种常用的导航技术，它通过悬挂在掘进机上的惯性传感器获取掘进机的姿态信息，利用惯性导航算法对掘进机的位置和姿态进行实时跟踪和估计，从而实现对掘进机的精确定位和导航。
惯性导航技术具有无需外部信号、定位精度高等优点，但受到误差累积和漂移等问题的影响，导航精度难以保证。
3. GPS导航技术GPS导航技术是一种常用的全球定位系统，它通过在掘进机上安装GPS接收器，利用卫星信号获取掘进机的位置和速度信息，并实现对掘进机的导航和定位。
GPS导航技术具有全球覆盖、定位精度高等优点，但在隧道等复杂环境下，受到信号遮挡和多径效应等影响，导航精度较低。
以上所述的导航技术是目前悬臂式掘进机常用的导航技术，它们各自具有优点和局限性，在实际工程应用中需要根据具体情况进行选择和组合。
二、悬臂式掘进机导航技术发展趋势1. 多传感器融合技术随着传感技术的不断进步和多传感器融合算法的成熟，将不同种类的传感器（如惯性传感器、激光传感器、视觉传感器等）结合起来，进行信息融合和组合，可以充分发挥各自的优势，提高导航精度和可靠性。
2. 高精度定位技术针对悬臂式掘进机在工程施工中对位置精度要求较高的特点，需要引入高精度定位技术，如差分GPS、RTK GPS等，以提高导航的精度和稳定性。
3. 智能算法与自主导航技术随着人工智能和自主导航技术的发展，悬臂式掘进机导航技术将朝着智能化、自主化的方向发展，利用先进的算法和控制策略，实现掘进机在复杂环境下的自主定位和导航。
4. 现场实时监测与调整技术通过将导航技术与现场施工实时监测和调整技术相结合，可以实现对掘进机的远程监控和实时调整，及时发现并解决施工中的导航问题，提高施工效率和质量。
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展1. 传统导航技术的局限性传统的悬臂式掘进机导航技术主要依靠人工标定或者基于二维地图的方向控制，存在诸多局限性。
一方面，传统的方向控制难以适应复杂、多变的地质条件，容易造成掘进偏离目标路线；对于地下管道、建筑物等障碍物的探测和避让能力较差，容易发生事故。
2. 现阶段的发展趋势随着卫星导航技术、激光雷达技术、人工智能技术的不断发展和成熟，悬臂式掘进机导航技术也在不断进行创新和改进。
在卫星导航技术方面，全球卫星定位系统（GNSS）、北斗卫星导航系统等已经成为悬臂式掘进机导航技术的主要应用手段。
而激光雷达技术的应用则大大提高了悬臂式掘进机对地下障碍物的探测和避让能力。
人工智能技术的引入也使得悬臂式掘进机能够更加智能化、自主化地运行，大大提高了掘进的精准度、效率和安全性。
二、悬臂式掘进机导航技术的发展趋势1. GNSS技术的广泛应用GNSS技术将成为悬臂式掘进机导航技术的主流应用手段。
通过利用卫星定位系统，悬臂式掘进机可以实现对地下目标路线的精准定位和掘进，大大提高了掘进的精准度和效率。
而且，随着北斗卫星导航系统的逐步完善和国内应用的推广，悬臂式掘进机导航技术的发展前景将更加广阔。
2. 激光雷达技术的深入应用激光雷达技术的应用可以有效提高悬臂式掘进机对地下障碍物的探测和避让能力。
通过激光雷达的高精度扫描和三维建模，悬臂式掘进机可以准确识别并规避地下管道、建筑物等障碍物，避免了因碰撞而导致的事故和停工现象。
3. 人工智能技术的普及应用人工智能技术的应用将使得悬臂式掘进机更加智能化、自主化地运行。
借助于深度学习、神经网络等技术，悬臂式掘进机可以不断学习和优化自身的导航和掘进策略，实现更加精准、高效的掘进操作。
而且，人工智能技术还可以实现对悬臂式掘进机的远程监控和自动化控制，提高了掘进的安全性和可靠性。
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展悬臂式掘进机是一种用于隧道和地下工程的掘进设备。
它通过设备本体的悬臂结构，将主要的掘进设备放置在悬臂部分，实现对隧道内部的掘进作业。
悬臂式掘进机在隧道施工中起到了重要的作用，提高了施工效率，减轻了工人的劳动强度。
随着科技的不断发展，导航技术在悬臂式掘进机中的应用也越来越广泛。
现状：目前，悬臂式掘进机导航技术主要有以下几种：1. 全站仪导航技术：全站仪是一种测量仪器，可以通过测量施工现场的坐标和角度，来判断掘进机的位置和朝向。
全站仪导航技术可以提供高精度的位置信息，但需要专业的人员进行操作，并且需要事先布置测量基准点和测量线，增加了施工的复杂性。
2. 激光导航技术：激光导航技术通过在隧道内部设置激光测量器，利用激光束来测量掘进机的位置和朝向。
激光导航技术可以实时监测掘进机相对于基准线的偏移量，并通过自动调整掘进机的位置和姿态，来保持施工的精度。
3. GPS导航技术：GPS导航技术利用全球卫星定位系统，通过卫星接收器和地面控制站的组合，来提供掘进机的位置和朝向信息。
GPS导航技术具有全天候、全球范围的定位能力，但在隧道内部信号受阻的情况下会受到影响。
发展趋势：随着导航技术的不断发展，悬臂式掘进机导航技术也呈现以下发展趋势：1. 多传感器融合：将多种不同类型的传感器结合起来，可以提高导航系统的精度和鲁棒性。
可以将激光测距仪、惯性测量单元和图像识别技术等多种传感器进行融合，实现对掘进机位置和姿态的准确判断。
2. 三维模型重建：利用激光扫描技术和图像处理技术，可以对隧道内部的三维模型进行重建。
通过与掘进机位置信息的融合，可以实现对施工进度和质量的实时监测和评估。
3. 自主导航技术：自主导航技术是指不依赖外部信号和人工干预，通过控制算法和传感器数据，实现掘进机自主完成导航和施工作业。
自主导航技术可以提高施工的灵活性和效率，减少对人工操作的依赖。
4. 人工智能技术：人工智能技术可以通过对大量数据的学习和分析，提高掘进机导航系统的智能化水平。
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展
悬臂式掘进机导航技术现状及其发展
悬臂式掘进机是一种用于岩石掘进的大型机械设备，用于挖掘地下隧道、矿井和地铁隧道等工程项目。
在过去的几十年里，悬臂式掘进机导航技术得到了广泛的应用和研究。
本文将介绍悬臂式掘进机导航技术的现状及其发展。
当前的悬臂式掘进机导航技术主要采用无线通信和激光测距技术。
无线通信技术可以用于悬臂式掘进机的位置和姿态的实时监测。
激光测距技术则可以用于确定悬臂式掘进机与隧道壁之间的距离，并进行高精度的测量。
这些技术的研究和应用使得悬臂式掘进机在地下工程项目中的导航更加准确和高效。
悬臂式掘进机导航技术的发展还面临一些挑战。
地下环境复杂，包括地质条件、空间限制和随机扰动等因素都会对导航精度产生影响。
导航系统需要具备较高的鲁棒性和自适应性才能应对各种复杂环境。
悬臂式掘进机的导航精度对工程项目的成功与否有着至关重要的影响。
导航系统需要具备高精度的定位和测量能力。
未来，悬臂式掘进机导航技术有望在以下几个方面得到进一步发展。
随着人工智能技术的不断发展，悬臂式掘进机导航系统可以利用深度学习和神经网络等技术进行数据处理和模型预测，以提高导航精度和效率。
悬臂式掘进机导航技术可以与其他智能化技术相结合，例如机器人技术和自主导航技术，以实现悬臂式掘进机的智能化控制和自主导航。
悬臂式掘进机导航技术还可以应用于更多的工程项目，例如水下隧道和海底隧道等。
悬臂式掘进机导航技术在不断发展和创新中，已经在地下工程项目中发挥了重要的作用。
随着技术的进步和应用领域的扩展，相信悬臂式掘进机导航技术在未来将会得到进一步的发展和应用。
我国悬臂式巷道掘进机技术的现状与发展
我国悬臂式巷道掘进机技术的现状与发展
悬臂式巷道掘进机是一种高效的施工机械，它可以同时在一个巷道内掘进和完成附属工程，如支护工程、灌浆工程等，因此，它在掘进行业占有重要的地位。
随着国家对城市建设的关注，悬臂式巷道掘进机技术在我国也取得了较大的发展，其技术也取得了一定的进步。
首先，悬臂式巷道掘进机技术的发展是由技术进步促进的。
近年来，由于技术精进，悬臂式巷道掘进机的性能越来越优秀，大大提高了施工效率，其自动化控制功能也表现出色。
同时，由于技术的先进，悬臂式巷道掘进机也逐步应用了机械、电气、电子技术等，大大降低了其能耗，提高了使用和运行效率。
其次，悬臂式巷道掘进机技术的发展也受到材料的不断改进的推动。
随着新型加工技术的发展，强度高，刚性好，精度高的新型金属材料应用于悬臂式巷道掘进机的结构，使其不仅具有更强的抗磨性能和耐用性，而且可以更大程度地发挥机械能力，保证长期稳定性和高利用率。
最后，悬臂式巷道掘进机技术发展受益于系统性设计和装备改进。
系统性设计，接受各种技术和设备的结合，运用智能化技术，把活动式的回转台改进为永久式的回转系统，使其具有较高的自动化水平和控制精度，从而创造出工作更加高效和精确的工作空间。
总之，悬臂式巷道掘进机技术在我国比较广泛地应用于现代巷道工程，其在施工效率和质量控制方面有着明显的优势，而其发展也受益于新型加工技术、材料改进、系统性设计和装备改进。
在未来发展中，我国悬臂式巷道掘进机技术重点应集中于安全保障、高效率施工以及节约资源等方面。
浅析我国悬臂式掘进机的发展现状与前景
浅析我国悬臂式掘进机的发展现状与前景工程技术李云(河北省蔚县煤炭工业安全管理局，河北张家口075700)／+7’‘”：廿商耍】目前，大型煤矿井下大都开始采用全煤巷布置开采方式，采煤工作面的推进速度也比以往快得多，因而谈煤矿井下煤巷掘进工作’量大幅度增加。
列瑚．醴柳的工作效率提出了较高的要-求。
另外，安全生产已成为煤业最重要的大事之一．半煤岩和}全岩巷遵用炮掘的方法会7有更加严格的使用务件，甚至将被限制使用。
因此，掘进扭旋我国煤矿粕莲掘进的童要设备，本文对其发展与前景进行了分析。
=『饫；避词】悬臂式船避机；煤矿；机械我国自20世纪80年代初大批引进煤炭采掘设备，经过消化吸收、提高，特别是近几年随着民营资本的进入，使我国的煤炭采掘设备有了长足的发展，基本上能满足我国现阶段煤炭采掘需求，并开始走向了国际市场。
其中，掘进和回采是煤矿生产的重要生产环节，煤矿巷道的快速掘进是煤矿保证矿井高产稳产的关键技术措施。
采掘技术及其装备水平直接关系到煤矿生产的能力和安全。
高效机械化掘进与支护技术是保证矿井实现高产高效的必要条件，也是巷道掘进技术的发展方向。
随着综采技术的发展，国内已出现了年产几百万吨级、甚至千万吨级超级工作面，使年消耗回采巷道数量大幅度增加，从而使巷道掘进成为了煤矿高效集约化生产的共性及关键性技术。
我国煤巷高效掘进方式中最主要的方式是悬臂式掘进机与单体锚杆钻机配套作业线，也称为煤巷综合机械化掘进，在我国国有重点煤矿得到7广泛应用，主要掘进机械为悬臂式掘进批1我国悬臂式掘进机的发展现状我国对悬臂式掘进机技术的研究始于20世纪60年代中期，通过对引进型掘进机的消化吸收和国产化工f乍积累了一些诵寸县臂式掘进机的初步经验，以30一50kW的小功率掘进机为主，研制规模较小，成效甚微。
我国煤矿真正推广应用悬臂式掘进机则是在1979年引进了100余台国外产品以后。
我国淮南煤胡厂(现重组为凯盛重工)引进了奥地利奥钢联公司A M50型掘进机、佳木斯煤机厂(现隶属于国际煤机)引进了日本三井三池制作所S一1oo型掘进机，通过对国外先进技术的引进、消化、吸收，推动了我国综掘机械化的发展。
悬臂式掘进机的技术现状及发展趋势
AM50、S-100型掘进机 、 型掘进机
综掘系统及其配套设备
年资料统计， 据1996年资料统计，俄罗斯综掘程度达 年资料统计 俄罗斯综掘程度达86%，英 ， 国为80%，德国由于开采深度较深而限制了综掘 国为 ， 的发展， 年也达37%。由于掘进机的可靠 的发展，但1992年也达 年也达 。 性和技术的不断提高，配套设备的逐步发展和完 性和技术的不断提高， 善以及管理水平的进步， 善以及管理水平的进步，掘进机的开机率已达 50%左右。主要产煤国家掘进机掘进的巷道占到 左右。 左右 采准巷道的40%～50%，新的重型机可切割硬度 采准巷道的 ～ ， 的半煤岩巷和中等硬度的岩巷， 达100Mpa的半煤岩巷和中等硬度的岩巷，截割 的半煤岩巷和中等硬度的岩巷 断面35～ 断面 ～42m2，适应坡度±16°。机电一体化 ，适应坡度± ° 显著提高，自动控制，安全工况监测， 显著提高，自动控制，安全工况监测，故障诊断 技术已在许多掘进机上开始应用。 年来， 技术已在许多掘进机上开始应用。近10年来，已 年来 向综合机组发展， 向综合机组发展，并已显示出卓越的高产高效功 发展日新月异。 能，发展日新月异。
国内掘进机发展概况及技术水平
• 目前我国掘进机的主要代表机型是 目前我国掘进机的主要代表机型是AM50、S100、ELMB、 、 75型掘进机，其中 型掘进机， 型掘进机 其中AM50和S100型掘进机约占到国产机型 和 型掘进机约占到国产机型 左右。 的80%左右。不过，它们还都为二三十年前设计的产品， 左右 不过，它们还都为二三十年前设计的产品， 功率小、机身轻，可靠性及破岩能力差， 功率小、机身轻，可靠性及破岩能力差，仅适合在煤巷中 使用，使用范围受到很大限制。 使用，使用范围受到很大限制。 • 。八五。期间，我国又相继开发出了 种重型掘进机。它 八五。期间，我国又相继开发出了3种重型掘进机 种重型掘进机。 们是EBJ-160、EBJ-160H和EBJ-132型掘进机。其中由 型掘进机。 们是 、 和 型掘进机 煤炭科学研究总院太原分院开发的EBJ-160型掘进机获国 煤炭科学研究总院太原分院开发的 型掘进机获国 家科技进步二等奖，达到了20世纪 世纪90年代初国际先进水 家科技进步二等奖，达到了 世纪 年代初国际先进水 它的研制成功， 平。它的研制成功，标志着我国掘进机研究制造水平和综 掘机械化水平均迈上了新台阶。 掘机械化水平均迈上了新台阶。
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EBZ300
4. 人性化、智能化水平不断提高
液控先导
自动补油
集中润滑
故障诊断
实时监控
有线、无线遥控
5. 特型机的需求 更加多样化
大坡度 薄煤层 窄机身 矮机身 其它特型机
6.新材料、新工艺的采用，及核心部件优化升级
耐磨材料
专业焊接工装
先进液压元件
7.液压驱动由定量方式发展成为变量方式
8.电气系统由逻辑电路控制方式发展成为PLC控制方式
不断实现对现有老产品的升级改造
研
实现硬岩截割、智能截割及远程控制
发
等五方面
规
划
开发横轴掘进机系列产品
紧密加强与科研单位及企业沟通，推动掘 进机行业相关标准出台
谢 谢！
2. 掘进机产品已形成系列化、多功能一体化的势态
EBZ320型 EBZ300型
EBZ100型
EBZ280型 EBZ260型
EBZ230型
EBZ200H型
EBZ200型
EBZ132型 EBZ160型 一体机 特型机 EBZ160二代
EBZ180型
3. 重型掘进机逐渐成为市场主流
EBZ200H EBZ230 EBZ260 EBZ280
1. 在大坡度或小截面巷道工作时，掘进机能力难以发挥 2.硬岩掘进时，掘进效率下降，生产耗损增加
3.锚护工作降低掘进施工 效率；
4.掘进机自带的除尘系统 工作效果不够理想；
5.掘进机操控还需向智能化、无人化控制方向发展。
1. 研发特型掘进机
解
调整整机重心
决
大 坡
设备增加辅助支撑
度
掘
提高整车驱动力
提高掘进工作效率 降低人工作业强度
4. 提高掘进面的除尘水平
本机除尘
除 尘 方 案
外载除尘
增加环喷系统 采用文丘里喷嘴 改善内喷水道布置
和密封结构
采用振弦除尘系统
内喷水道布置和密封结构图
振弦除尘器原理图
S：巷道截面积
除尘系统方案图
5. 突破智能截割及远程监控
智能截割技术是指巷道断面的自动化成形技术，主要 通过PLC程序发出指令控制液压系统的控制阀驱动执行部 件按程序动作，并通过各传感器的反馈信息实时调整PLC 指令，来完成巷道断面的自动截割成形。
而把掘进机作为一个节点并入整个矿井的监控总线， 来实现实时观察和实时控制的技术就是工业以太网技术。
难以实现实时定位
智能截割 存在的问题
需要人员实时维护
难以实时观察
采用航天导航定位 系统和激光定位系统
采用电控比例阀 实现闭环控制
1.开发机载主动抑爆炸系统的意义
我国目前国有重点煤矿大多属于瓦斯矿井，高瓦斯矿井 和突出矿井占全国矿井总数的44%。煤矿井下瓦斯爆炸、煤尘 爆炸会引起巨大的财产损失和重大的人员伤亡。据有关资料 统计,煤矿一次死亡10人以上的特大事故中有74%是瓦斯爆炸 或瓦斯煤尘爆炸事故。
4.安装示意图
未采用抑爆装置的爆炸效果图
采用抑爆装置的爆炸效果图
5.主动抑爆系统的主要性能特点:
(1) 智能化识别 (2) 超高速 (3) 全自动抑爆 (4) 程式化自检 (5) 模块化设计 (6) 单元化产品
系统核心参数：
阀门启动时间≤5ms 系统总响应时间≤ 10ms 抑爆屏障峰值持续时间≤ 200ms
132年历史传承 奠定煤炭工业发展基石 一代代煤炭人血与汗的付出 孕育民族工业展翅翱翔的希望
一、悬臂式掘进机的技术现状 二、悬臂式掘进机存在的问题 三、 悬臂式掘进机深入研究方向 四、主动抑爆系统在掘进机上的应用 五、北方交通掘进机研发规划
1. 悬臂式掘进机技术日趋成熟
炮掘方式向机掘方式发展
掘进机由国外为主转为国内为主
进
方
案
改变一运结构
1. 研发特型掘进机
矮机身：机身高度小于1.6m 窄机身：机身宽度小于2.2m 薄煤层：适用于煤层厚度0.8m
2. 实现硬岩的经济截割
（1）优化炮头设计，改善截齿排布， 提高截齿性能，增强导流板耐磨性
（2）科学的增大机身重量和提高截割 功率
（3）增加辅助支撑，加强整机截割稳定性
悬臂式掘进机发展现状及趋势
上世纪60年代末，进口悬臂式掘进机在我国煤矿生产 中开始得到应用。第一台国产掘进机于上个世纪70年代研 制成功。发展至今，掘进机年产量已达1200台以上。
1200
掘 1000
进 800
机 年
600
产 400
量 200
0
1970
1980
1990
2000
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2010
目前全国有数千台掘进装备运用在煤矿行业矿建及生 产运营的第一线。但仍存在不适应煤矿生产要求的现象。 因此探讨掘进装备的现状及发展趋势有很重要的意义。
采取有效技术措施将危险遏制在灾害发生前是实现安全 生产的重要手段。
2.主动抑爆系统结构
传感器 喷射模块
触发装置
中央处理器 后备电源
高压储能器
3.主动抑爆系统工作原理图
传感器
捕 捉光 爆学 炸原 信理
号
喷射释放高能抑爆介质
打开阀门
5‰秒
中央 处理器
解 析 信 号
高压 蓄能器
发出信号
形成抑爆屏障 阻断爆炸的扩散
（4）改善截齿 冷却条件，降 低磨损
（5）提高连接部件强度，提 高液压元件的密封性
（6）深入研究小型盘式截割 头技术，深入研究震动截割技 术，深入研究压力水截割技术
3. 开发多功能一体机
掘护 一体化
提高安全性， 减小空顶区威胁
能够辅助铺设锚网， 减轻工作强度
3. 开发多功能一体机
掘锚 一体化