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1、随着回采工作面综合机械化程度的提高，要求巷道掘进速度相应加快，以保证采掘比例协调和矿井的高产稳产。 掘进设备按掘进工艺分为钻眼爆破法掘进设备和综合机械化掘进设备。 完成钻爆法掘进工序所需设备：钻(凿)孔机械、装载机械、转载机械及修整巷道机械等。 钻(凿)孔机械是在煤岩体上钻(凿)孔的机械； 装载机械是将爆落的煤岩装入矿车或其他运输设备中的机械； 转载机械承接由装载机械卸入的煤岩，并将其卸入矿车或其他运输设备内的机械； 巷道支护设备是将巷道支护构件或加固材料敷设到巷道顶板和侧帮上的机械； 修整巷道设备用于巷道挑顶、卧底、刷帮等作业。,第四篇 掘进机械,国内平巷掘进广泛采用钻眼爆破法掘进设备。 为
2、提高掘进机械化水平，除选用适用、可靠的单项设备外，必须考虑设备配套，以形成机械化作业线。主要有： 耙斗装载机为主的机械化作业线：支腿式气动凿岩机钻凿炮孔，耙斗装载机把岩石耙入转载机或矿车，巷道支护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。 实现凿孔和装载平行作业，且结构简单，广泛使用。 凿岩台车为主的机械化作业线：凿岩台车钻凿炮孔及锚杆孔，侧卸式铲斗装载机把岩石装入转载机或矿车。 适用于大断面巷道掘进，效率高，劳动强度低。 钻装机为主的机械化作业线：钻装机钻凿炮孔、锚杆孔和装载转运煤岩，并将岩石装入矿车。巷道支护采用锚杆安装机和混凝土喷射机。,第四篇 掘进机械,综合机械化掘进设备直接用掘进机完成破落煤岩、
3、装载、转载及支护等工序，实现工序的平行作业。 掘进机破落煤岩体，以装载、转运机构把煤岩输送至后配套运输设备。支护方式可选用金属支架、锚喷支护。 与钻眼爆破法相比，综合机械化掘进设备优点： 安全、快速、高效掘进机械化发展方向。 常用综合机械化掘进设备：悬臂式掘进机、连续采煤机、全断面掘进机。,第四篇 掘进机械,1连续输送的运输系统及配套设备 紧接掘进机中间刮板输送机后部选择一台桥式胶带转载机，后部接一条伸缩带式输送机或与多条固定带式输送机搭接，构成一种后配套连续运输系统。,根据煤岩物流的连续及非连续输送等特点，介绍常用掘进机的运输系统及配套运输设备。,第四篇 掘进机械,连续输送运输系统在巷道倾角
4、4o范围内最佳。 如巷道倾角4o16o时，对配套伸缩带式输送机的设计应提出特殊要求，亦即普通的伸缩带式输送机难以满足此运输工况采用一台或多台刮板输送机搭接，构成后配套连续运输系统。 与伸缩带式输送机配套相比较，刮板输送机溜槽易磨损、投资费用高、驱动单元多、搬移及管理费用大对平巷运输而言，不推荐使用。,刮板输送机,桥式胶带转载机,桥式刮板转载机,第四篇 掘进机械,伸缩带式输送机,掘进机,2非连续输送的运输系统及配套设备 现有国内外掘进机施工巷道一般系按巷道中心线和沿煤层顶板作业，为使巷道顶板稳定，通常不破坏煤层顶板煤层起伏时，巷道也相应随着起伏。在此工况下对进尺速度、效率等无特殊要求时用轨道矿车
5、运输是适宜的。 目前尚有相当一部分矿井以及部分采准巷道的施工仍用轨道矿车运输。,第四篇 掘进机械,无轨胶轮梭车,摆动式胶带转载机,龙门式刮板转载机,胶轮机车(坡度6),齿轮式机车(坡度614),掘进机,轨道矿车,第一章 钻孔机械,凿岩机冲击破碎原理： 工作时活塞做高频往复运动，不断地冲击钎尾。在冲击力的作用下，呈尖楔状的钎头将岩石压碎并凿入一定深度，形成一道凹痕。活塞退回后，钎杆转过一定角度，活塞向前运动，再次冲击钎尾，又形成一道新的凹痕。两凹痕之间的扇形岩块被由钎头上产生的水平分力剪碎。活塞不断地冲击钎尾，并从钎杆的中心孔连续输入压缩空气或压力水，将岩渣排出孔外，形成一定深度的圆形钻孔。,1
6、-凿岩机缸体；2-活塞； 3-钎杆；4-钎头,凿岩机按动力不同分气动、液压、电动和内燃凿岩机，构造原理基本相似。,第一节 气动凿岩机 结构简单、工作可靠、使用安全，应用较早且较多。 按操作方式不同分手持式、支腿式和导轨式。 按频率分低频凿岩机(冲击频率42Hz以下)和高频凿岩机(冲击频率42Hz以上)。 按转钎机构分内回转式凿岩机和外回转式凿岩机。,第一章 钻孔机械,手持式气动凿岩机以手托持，无其他支承，靠凿岩机自重或操作者施加的推压力推进凿岩。功率小、机重较轻，手持作业劳动强度大、钻孔速度慢，钻凿小直径浅孔。 支腿式气动凿岩机用支腿支承和推进，减轻劳动强度，提高钻孔效率，用于在岩石巷道钻凿孔
7、径2442mm，孔深25m的水平或倾角较小的孔，使用广泛。 导轨式气动凿岩机装在凿岩台车钻臂的推进器上沿导轨推进凿孔。重量较重，冲击能大，采用独立外回转机构，转矩较大，凿孔速度较快，显著减轻劳动强度，改善作业条件，适用钻凿孔深510m、孔径4080mm硬岩炮眼。,第一章 钻孔机械,气动凿岩机组成： 冲击配气机构、转钎机构、排屑机构和润滑机构等,第一章 钻孔机械,1-钎杆；2-凿岩机；3-注油器； 4-水管；5-风管；6-气腿,支腿式凿岩机,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
8、进力。,1冲击配气机构 气动凿岩机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。,第一章 钻孔机械,(1)被动阀配气机构 依靠活塞往复运动时压缩前后腔气体，形成高压气垫推动配气阀变换位置。 配气阀有球阀、环状阀和蝶状阀。球阀已很少使用。环状阀和蝶状阀配气机构动作原理基本相似。,第一章 钻孔机械,环状阀配气机构 1-压气入口；2-气道；3-配气阀；4-气缸后腔；5-活塞； 6-排气口；7-气动前腔；8-气路通道,冲击行程：压缩空气进入气
9、缸后腔推动活塞，当活塞前进到关闭排气孔6时，气缸前腔成为密封腔，压力随活塞前移而上升压力通过气孔作用于配气阀后腔，当压力超过压缩空气压力时配气阀换位。 返回行程：压缩空气进入前腔，活塞返回，待活塞关闭排气口后，后腔压力上升，推动配气阀换位。 配气阀的不断换位使活塞往复运动，冲击钎尾。,第一章 钻孔机械,(2)控制阀配气机构 压缩空气通过控制气路推动配气阀换向，耗气量比被动阀配气机构小。,控制阀配气机构 1-阀套；2-后阀室；3-阀柜；4-控制阀；5、11-通大气小孔； 6、8-控制气孔；9-气孔；10-前阀室,冲击行程：压气进入气缸后腔，活塞前移越过控制孔6，部分压气进入后阀室，阀换位，前阀室
10、废气逸入大气。当活塞越过排气孔8时后腔通大气，活塞靠惯性冲击钎尾。 返回行程：压气进入气缸前腔，活塞反向运动 越过控制孔8时，部分压气进入前阀室，阀换位，后阀室废气逸出。当活塞越过排气口6后，气缸前腔与大气相通，返回行程结束。,第一章 钻孔机械,(3)无阀配气机构 无独立配气阀，靠活塞在运动过程中位置变换实现配气，有活塞尾杆配气和活塞大头配气。,活塞尾杆配气机构 1-柄体；2-配气体；3-气缸；4-活塞；5-排气口；6-导向套,冲击行程：压气沿箭头经配气体2进入气缸3后腔气缸前腔通大气，活塞向前运动，活塞配气杆关闭进气孔后，气缸后腔内压气膨胀做功，继续推动活塞加速向前，活塞大头打开排气孔5后，
11、活塞在惯性作用下高速冲击钎尾，完成冲击行程。 配气尾杆打开配气体回程气孔，压气进入气缸前腔，活塞返回。返回行程与冲击行程一样，经过进气、膨胀和惯性滑行阶段。,第一章 钻孔机械,2转钎机构 使气动凿岩机钎杆回转的机构。 内回转和外回转(独立回转)转钎机构。,(1)内回转转钎机构,1-棘轮；2-棘爪 3-螺旋棒；4-活塞 5-转钎套 6-钎尾套；7-钎杆,活塞4往复运动，通过螺旋棒3和棘轮机构，使钎杆每被冲击一次转动一定角度。棘轮机构具有单向间歇转动特性，冲程时棘爪处于顺齿位置，螺旋棒转动，活塞依直线向前冲击。回程时棘爪处于逆齿位置，阻止螺旋棒转动，迫使活塞转动，带动转钎套和钎杆转动。 内回转机构
12、多用于轻型手持式或支腿式气动凿岩机。,第一章 钻孔机械,冲击活塞返回行程中带动钎杆转过一定角度，转角大小取决于螺旋杆导程与活塞行程，一般为10 15。 内回转转钎机构特点: 合理利用活塞返回行程的能量来转动钎杆，零件少，结构紧凑，工作可靠。 转钎转矩受到限制，棘爪等零件易于磨损。,(2)外回转(独立回转)转钎机构 多用于重型导轨式气动凿岩机。,第一章 钻孔机械,外棘轮4装在机头中，内装螺母与冲击活塞2上的螺旋槽3配合棘爪5装在机头内，借助弹簧顶在外棘轮齿槽内。 活塞上有直花键6，与转动套7配合，活塞返回行程带动钎杆旋转。,螺旋槽与花键槽开在活塞杆上，削弱活塞杆强度。,3排屑机构 用水冲洗排除孔
13、内岩屑的机构。,第一章 钻孔机械,凿岩机驱动后，压力水经水针进入钎杆中心孔直通炮孔底，同时少量气体从螺旋棒或花键槽经钎杆渗入炮孔底部，与冲洗水一起排除孔底岩屑。 凿深孔和向下凿孔时，孔底岩屑不易排出，扳动操纵手柄到强吹位置，使凿岩机停止冲击，停止注水，压缩空气按强吹气路从操纵阀孔进入，经气缸气孔、机头气孔、钎杆中心孔渗入孔底，实现强吹，把岩屑泥水排除。,4润滑机构 向凿岩机各运动件注润滑油，以保证正常凿岩作业的机构。 在进气管上安装一台自动注油器，实现自动注油，油量大小用调节螺钉调节。压缩空气进入注油器后，对润滑油施加压力，在高速气流作用下，润滑油形成雾状，在含润滑油的压缩空气驱动凿岩机的同时
14、，各运动零件相应被润滑。,第一章 钻孔机械,第一章 钻孔机械,第二节 液压凿岩机 以循环高压油为动力，驱动钎杆、钎头，以冲击回转方式在岩体中凿孔的机械。 液压凿岩机一般安装在凿岩台车的钻臂上工作，可钻凿任何方位的炮孔，钻孔直径通常为3065mm，适用于以钻眼爆破法掘进的矿山井巷、硐室和隧道的钻孔作业。,优点：1、能量利用率3040%，风动凿岩机10%；2、机械性能好，凿岩速度快(冲击频率每分钟上万次，风动凿岩机每分钟三千次左右)，速度提高一倍以上； 3、消除风动凿岩机的排气噪音和油雾，改善作业条件； 4、运动件在油液中工作，润滑条件好，提高零件寿命。 缺点：投资大，单位功率的重量较大，技术要求
15、和维护费用较高。,第一章 钻孔机械,按操作方式分支腿式和导轨式，导轨式应用普遍。 导轨式液压凿岩机将凿岩机装在凿岩台车钻臂的推进器上，沿导轨推进凿岩。 按重量分为轻型(50kg以下)、中型(50100kg)和重型(100kg以上)。轻型主要用于钻凿小直径浅孔，重型用于钻凿大直径深孔。,液压凿岩机组成： 冲击机构、转钎机构、蓄能机构、排屑机构等。,1-冲击机构；2-转钎机构； 3-蓄能器；4-机头； 5-冲击进油口；6-转钎进油口,第一章 钻孔机械,冲击机构：缸体4、活塞5和滑阀12。 整体缸体，滑阀12与活塞5轴线平行，缸孔中前后有铜套 6、3支承活塞5运动，并导入液压油。 滑阀12作用：自动
16、改变油液流入活塞前、后腔方向，使活塞往复运动，打击冲击杆8尾部冲击能量传给钎杆。,转钎机构：摆线马达11、减速齿轮10、7及冲击杆8。 齿轮7中压装花键套，配合冲击杆8上花键，钎尾插入冲击杆前端六方孔内，马达带动齿轮7转动，冲击杆8和钎杆跟随转动。,第一章 钻孔机械,1冲击机构 按配油结构分有阀式和无阀式。 有阀式冲击机构按回油方式分单腔回油和双腔回油。 按配油阀与冲击活塞相对位置分单腔回油套阀式冲击机构和单腔回油柱阀式冲击机构。 有阀式冲击机构组成： 活塞、缸体和配油阀等。压力油通过配油阀和活塞相互作用不断改变活塞两端的受压状态，使活塞在缸体内往复运动并冲击钎尾作功。 无阀式冲击机构组成： 活塞、缸体，通过活塞运动时位置的改变实现配油。无阀式冲击机构在技术上尚未成熟。 液压凿岩机多采用单腔回油套阀式、单腔回油柱阀式和双腔回油柱阀式冲击机构。,(1)单腔回油套阀式冲击机构 活塞两端和配油阀两端的受压面积都不相同，受
