第一章概述部分1.1掘进机的发展现状与前景展望1.1.1国内外掘进机的发展现状我们把全断面掘进机和自由断面掘进机统称为巷道掘进机。

前者主要用于岩巷的全断面钻削式一次成巷掘进；自由断面掘进机则由于其工作臂可以上下左右移动而能自由改变掘进断面的形状和大小。

自由断面掘进机常用于煤巷掘进．既可以用于综合机械化工作面进行全断面巷道掘进．也可应用于打眼放炮工艺进行机械化掘进。

19世纪70年代，英国为修建海底隧道，生产制造了第一台掘进机，美国在20世纪30年代开发了悬臂式掘进机，并把此项技术应用于采矿业，此后英、德、日等十几个国家相继投入了大量的人力、物力、财力用于掘进机技术的开发和研制，经过多年的不懈努力，现有20多家公司，先后研制了近百种机型。

目前，掘进机技术在如下几个方面有长足进步：(1)适用范围在扩大(2)掘进断面在增加(3)适应坡度在提升(4)截割能力在加强(5)多功能性在显现(6)自控技术在提高其中自由断面的悬臂式巷道掘进机从上世纪四十年代产生至今，已有五十多年的发展历史，目前掘进机的截割功率为100—408kw，机重24—160t，平均日掘进进尺7—8nl，最大掘进能力达20—30m／d．目前，国内煤矿用机型，中型机以AM一50、SIO0为代表，其截割功率为100kw，机重25t；重型机以EBH132(截割功率132kw、机重36t)、EBJ160(截割功率160kw、机重50t)为代表。

掘进机的截割头有横轴式和纵轴式两种形式，横轴式截割头一般用于软岩掘进，纵轴式截割头则多用于硬岩掘进。

截齿的选择原来虽主要依靠经验，但目前已可以通过试验台测试来准确选择。

截齿在掘进过程中破碎煤岩时，其上受到的应力会部分转化为能量，故研制新的刀头合金材料一直是截齿的发展方向。

截割速度是影响掘进机掘进能力和截齿寿命的重要参数。

纵轴式截割头的截割速度低于横轴式截割头的截割速度，目前掘进机的截割速度多为2．5—3．5m／s。

实践证明，低速截割具有截深大、岩屑粗、粉尘生成量少、齿尖温度低、磨损量小、装机功率利用率高等优点；但同时，低速截割也相应降低了掘进机的掘进能力。

国外已有公司进行台架试验，以确定截割速度与掘进能力的关系。

水力掘进的出现开辟了掘进机掘进技术发展的新天地，它具有诸多其他机械掘进所不及的优点。

这项技术正在研发，一旦成熟，市场广阔。

追溯我国使用巷道掘进机的历史，是从上世纪50年代初使用前苏联生产的J_IK一2M，J_IK2—1型煤巷掘进机开始的，之后又应用并仿制了J1K一3型掘进机；60年代我国开始自行研制巷道掘进机，相继研制出了“反修I型”，“反修Ⅱ型”和“开马”型掘进机，机重大都在10t左右，适用于f<4的断面为4—9．6的煤巷掘进。

从1972年一1985年间，我国煤炭科研院所与煤机厂和矿务局共同设计开发研制了EMS-30以及EMS-55等机型。

到80年代中期，我国分别从英国、奥地利、日本、前苏联、美国、德国、匈牙利等国家引进了16种、近200台掘进设备，对我国煤矿使用掘进机起到了推动作用。

“七五”期间，在煤矿采掘设备“一条龙”项目引进中，又引进了奥地利阿尔卑尼公司的Anll一50、日本三井三池公司的s100—41型掘进机制造技术和先进的加工设备，使我国形成了批量生产掘进机的能力，基本上结束了中、小型掘进机依赖进口的局面。

“八五”、“九五”期间，我国开始重型掘进机的研制工作，“十五”期间进入快速发展阶段。

目前有轻、中、重机型EBE55、EBE75、EBE90、S100、AM一50、EBE110、EBEl20、EBE132、S150J／H、S200M、EBE160等，其中EBE160型是国内研制的重型掘进机，S2OOM是引进日本，进而国产化的重型机。

近几年，随着煤炭工业的发展，国内掘进机呈快速增长。

2000年市场投入总量为51台、2001年103台、2002年126台、2003年236台，到2004年将超过 400台。

佳木斯煤机公司处于行业领先地位，淮南煤机厂、南京晨光机器厂等均为我国掘进机的研制生产和不断发展作出了贡献。

尽管我国掘进机研制工作起步并不晚，“七五”期间也曾取得过较好的成果，可是在发展过程中，现有产品与国际相比尚有很大差距。

(1)从产品生产和使用方面看，国产的s100比日本晚6年，联合研制的EBE160比英国LH130晚13年(2)性能、规格相近的机型与国外相比晚8—20年。

(3)从制造总数上看，截止2005年2月我国制造的掘进机近1150台，仅相当英国、德国、奥地利上世纪80年代的生产水平。

(4)从机掘巷道比重看，与前苏联、英国、德国平均相差近20年。

(5)从装机综合技术水平看，我国仅相当于国外20世纪80年代初期水平。

为此，我国要提高制造厂及配套厂的设备精度和加工能力、原材料质量、加工技术及管理水平，适时引进先进技术，调整产品结构，加强自主开发能力，尽快缩短我国与先进掘进机生产国家的技术差距，并使我国煤矿掘进机械化装备提高到一个新的水平。

1.1.2掘进机发展前景展望从目前国内掘进机发展趋势来看，具有广阔的发展前景，在我国除用于煤矿巷道掘进外，掘进机正进入铁路、城市地铁隧道的掘进以及公路建设等行业。

其发展趋势有如下3项：(1)重型掘进机。

如$220、AM75等机型，随着高产高效矿井建设需要，必然成为矿山的主力机型。

另外，随着环保意识的强化，劳动力成本的提高，机械化掘进是一种必然发展趋势，市场前景更为看好。

(2)矮机身中型掘进机。

随着我国煤炭采掘业的不断发展，中厚煤层将逐步减少，煤矿巷道必然趋于薄煤层、半煤岩巷道，如山东、贵州等地。

因此，有一定的破岩能力，机身矮、功率大的机型会成为今后市场的抢手机型。

(3)辅助功能多的机型。

①在掘进机上搭载湿式除尘系统或其它除尘方式。

这是改善作业环境，清除肺矽病途径之一。

②掘进机具有锚杆支护机等功能，若该项技术成熟，必将受到高度重视和开发研制。

③遥控技术、截割轨迹显示与红外线定位系统结合，实现机组远程遥控。

④故障自诊断功能更完备，并能实现辅助作业。

⑤连掘机组。

实现房柱式采掘。

1.2悬臂式掘进机的主要组成部分悬臂式掘进机主要有横轴式掘进机和纵轴式掘进机。

它们的主要组成部件相同，只是截割头的布置不同。

悬臂式掘进机由切割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、除尘喷雾系统等组成一、切割机构切割机构由切割头、齿轮箱、电动机、回转台等组成，具有破碎煤岩功能的机构。

二、装运机构装运机构由装载部和刮板输送机组成。

悬臂式掘进机装载机构形式较多。

如星轮式、链轮链条式、蟹爪式等，过去比较多的是运用蟹爪式，现在随着液压的广泛运用，开始大规模运用液压马达直接带动转盘的机构了。

三、行走机构掘进机的行走机构主要由履带部分、减速器和动力输入装置（液压马达或电动机）。

四、液压系统液压系统由统一的泵站给分布在各个地方的液压缸，液压泵供液压油，设计中要照顾不同液压部件的压力。

五、电气系统电器系统是电动机和控制掘进机的运动的电信号控制器等电器元件，在井下工作的时候要注意它的防爆处理，选用的电动机、电器元件必须符合井下的防爆标准。

六、除尘喷雾系统除尘喷雾系统内喷雾回路、外喷雾回路及冷却水回路组成。

1.3 EBJ─120TP型掘进机简介图1-1 EBJ-120TP型掘进机1.3.1 EBJ─120TP概述一、产品特点EBJ─120TP型掘进机由煤炭科学总院分院设计制造。

该机为悬臂式部分断面掘进机，适应巷道断面9～18m2、坡度±16。

、可经济切割单向抗压强度≤60MP的煤岩，属于中型悬臂式掘进机。

该机的主要特点是结构紧凑、适应性好、机身矮、重心低、操作简单、检修方便。

二、主要用途、适应范围EBJ─120TP型悬臂式掘进机主要是为煤矿综采及高档普采工作面采准巷道掘进服务的机械设备。

主要适用于煤及半煤岩巷的掘进，也适用于条件类似的其它矿山及工程巷道的掘进。

该机可经济切割高度3.75m,可掘任意断面形状的巷道，适应巷道±16。

该机后配套转载运输设备可采用桥式胶带转载机和可伸缩式带式输送机，实现连续运输，以利于机器效能的发挥。

三、产品型号、名称及外型产品型号、名称为EBJ─120TP型悬臂式掘进机外型参见图1-2四、型号的组成及其代表的意义图1-2掘进机外形1.3.2 EBJ─120TP主要技术参数一、总体参数机长 8.6m机宽 2～2.2m机高 1.55m地隙 250mm截割卧底深度 240mm接地比压 0.14MPa机重 35t总功率 190kW可经济截割煤岩单向抗压强度≤60MPa可掘巷道断面 9～18m2最大可掘高度 3.75m最大可掘宽度 5.0m适应巷道坡度±16。

机器供电电压 660/1140V二、截割部电动机型号 YBUS3—120功率 120kW转速 1470r/min 截割头转速 55r/min截齿镐形最大摆动角上 42。

下 31。

左右各39。

三、装载部装载形式三爪转盘装运能力 180m3/h铲板宽度 2.5m/2.8m铲板卧底深度 250mm铲板抬起 360mm转盘转速 30r/min四、刮板输送机运输形式边双链刮板槽宽 510mm龙门宽度 350mm链速 0.93m/s锚链规格 18×64mm张紧形式黄油缸张紧五、行走部行走形式履带式(液压马达分别驱动) 行走速度工作3m/min，调动6m/min接地长度 2.5m制动形式摩擦离合器履带板宽度 500mm张紧形式黄油缸张紧六、液压系统系统额定压力：油缸回路 16MPa行走回路 16MPa装载回路 14MPa输送机回路 14MPa转载机回路 14MPa锚杆钻机回路≤10MPa 系统总流量 450L/min泵站电动机：型号 YB250M—4功率 55kW转速 1470r/min 泵站三联齿轮泵流量 63/50/40ml/r 泵站双联齿轮泵流量 63/40ml/r锚杆泵站电动机：型号 YB160L—4功率 15kW转速 1470r/min 锚杆泵站双联齿轮泵流量32/32ml/r油箱：有效容积610L冷却方式板翅式水冷却器油缸数量：8个七、喷雾冷却系统灭尘形式内喷雾、外喷雾供水压力 3MPa外喷雾压力 1.5MPa流量 63L/min冷却部件切割电动机、油箱八、电器系统供电电压 660/1140V总功率 190kW隔爆形式隔爆兼本质安全型控制箱本质安全型1.4履带式掘进机在半煤岩工作条件下应用设计要求悬臂式掘进机由切割机构、装运机构、行走机构、液压系统、电气系统、除尘喷雾系统等组成。

其基本结构形式为：切割机构分为纵轴式和横轴式；行走机构为履带式；装运机构为耙爪式接中间刮板输送机。

掘进机应设有支护用的托梁装置，行走机构和装运机构均能正、反向转动，液压系统和除尘系统的管件、阀类等布置合理，安装可靠，整机各部件皮符合解体拆装下井运输要求。