平巷掘進機掘進掘進機分類與開挖方式

掘進機按其開挖斷面分為全斷面型和自由斷面型兩種，應(yīng)用較多的是開挖斷面為圓形的全斷面型掘進機。自由斷面型掘進機雖然能開挖任何形狀的斷面，但由于強制推進力和切削力均較弱，多用于挖掘中等硬度 （抗壓強度40～80MPa）以下的巖層。

全斷面型掘進機由破巖機構(gòu)、推進機構(gòu)、巖碴裝運機構(gòu)、導(dǎo)向調(diào)向機構(gòu)和吸塵、通風(fēng)裝置等部分組成。應(yīng)用全斷面型掘進機開鑿巷道有兩個基本方案： 一是用掘進機直接開挖成圓形斷面，底部填平后呈拱形，然后鋪設(shè)軌道，從而成為拱形斷面巷道;二是先用掘進機開挖導(dǎo)硐，再用鉆爆法擴大到所需的斷面尺寸。

自由斷面型掘進機由破巖裝置、出碴裝置和移動裝置等部分組成。破巖裝置是一個裝在液壓臂上的球狀或圓錐狀銑刀頭，液壓臂能自由伸縮，能在水平和垂直方向上回轉(zhuǎn)。出碴裝置實質(zhì)上就是刮板式或蟹爪式裝碴機。移動裝置有履帶式和輪胎式兩種。自由斷面型掘進機一般在開挖斷面上自下而上分層切割，直至斷面符合設(shè)計尺寸，這種作業(yè)方式有利于裝巖出碴。2100433B

根據(jù)刀具的形狀和運動特點，掘進機的破巖刀具分為滾刀和削刀兩類。滾刀的破巖原理是在強大壓力作用下，在巖面上滾動破碎巖石;削刀則是靠側(cè)向的擠壓作用，在側(cè)向的周邊洞壁銑削切割巖石。因此，應(yīng)針對不同的巖體，選擇不同的刀具。

平巷掘進機掘進最早出現(xiàn)于19世紀(jì)50年代。限于當(dāng)時的技術(shù)水平，難以解決切削刀具和驅(qū)動力等問題，所以一個世紀(jì)內(nèi)平巷掘進機停滯不前，未推廣應(yīng)用。20世紀(jì)30年代，蘇聯(lián)、美國開始致力于聯(lián)合掘進機的研制工作。60年代中期，中國開始研制和應(yīng)用平巷掘進機，先后設(shè)計制造了十多種掘進機，鉆進直徑為2.5～5.5m，并創(chuàng)造了月掘進250m（鉆進直徑為2.6m、巖石抗壓強度為121～246MPa）和日掘進20m（鉆進直徑為3.5m、巖石抗壓強度為116.8MPa）的紀(jì)錄。但在刃具材質(zhì)、元件性能、機械結(jié)構(gòu)和加工工藝、掘進定向、出碴和通風(fēng)等方面仍存在許多問題，有待解決。

采用聯(lián)合掘進機連續(xù)破碎巖石和出碴，一次形成巷道的機械化平巷特殊法掘進作業(yè)。與鉆爆法相比較，平巷掘進機掘進的優(yōu)點是：作業(yè)過程連續(xù)進行，掘進速度快，機械化程度高，勞動強度低，對圍巖破壞小，安全性高，周壁光滑，不超挖、欠挖、巷道質(zhì)量好。其缺點是： 機體龐大，掘進成本高，適應(yīng)性差，不能掘彎道，僅用于軟土地層和中硬巖層的掘進。

平巷掘進機械主要用于地下礦山、鐵路、公路和水利工程等的平巷掘進工程。平巷掘進機械按掘進工藝方法分為循環(huán)掘進式和連續(xù)掘進式機械。循環(huán)掘進式機械經(jīng)鉆孔、爆破、出碴、支護等工序多次循環(huán)完成巷道掘進，各工序使用不同的機械。鉆孔使用掘進鉆車、鉆裝車;爆破使用裝藥器和裝藥車;出碴使用鏟斗裝載機、蟹爪裝載機、立爪裝載機、耙斗裝載機、鏟插裝載機、振動裝載機和地下鏟運機、車箱式裝運機、儲槽振動裝運機;支護使用松石撬落機、架棚機、錨桿鉆裝車、錨索鉆裝車、混凝土噴射機、混凝土澆灌機、旋噴注漿機，以及管線架設(shè)機等。連續(xù)掘進式機械可同時進行破巖、出碴和支護作業(yè)，連續(xù)鉆進成巷，稱為平巷鉆進機。連續(xù)掘進式機械按破巖方式分為分?jǐn)嗝媸胶腿珨嗝媸降摹７謹(jǐn)嗝媸綑C械主要有截盤式、懸臂式、擺輪式和沖擊式四種。全斷面式機械主要有支撐式和盾構(gòu)式兩種。

總的發(fā)展趨勢是： 循環(huán)作業(yè)平巷掘進機械規(guī)格微型化和大型化，多功能化和自動化。連續(xù)作業(yè)平巷鉆進機小型化，提高對巖層的適應(yīng)性，擴大應(yīng)用范圍。

平巷特殊法掘進是指在軟弱、破碎、膨脹性或富含水的巖(土)層中掘進巷道，為提高翻進機械化程度、安全性和工程質(zhì)量所采用的各種特殊的平巷掘進方法。主要包括注漿法、平巷質(zhì)構(gòu)法掘進、平巷掘進機掘進和新奧法掘進等。它有別于傳統(tǒng)的鑿巖爆破施工方法，這些方法各有特點，各有不同的適用性 。

隧道掘進機是用機械破碎巖石、出碴和支護實行連續(xù)作業(yè)的一種綜合設(shè)備。按掘進機在工作面上的切削過程，分為全斷面掘進機和部分?jǐn)嗝婢蜻M機。按破碎巖石原理不同，又可分滾壓式（盤形滾刀）掘進機和銑切式掘進機。中國產(chǎn)品多為滾壓式全斷面掘進機，適于中硬巖至硬巖。銑切式掘進機適用于煤層及軟巖中。在推進油缸的軸向壓力作用下，電動機驅(qū)動滾刀盤旋轉(zhuǎn)，將巖石切壓破碎，其周圍有勺斗，隨轉(zhuǎn)動而卸到運輸帶上。硬巖不需支護，軟巖支護時可噴射、澆灌混凝土或裝配預(yù)制塊。該機在巖性均勻、巷道超過一定長度時使用，經(jīng)濟合理。

平巷盾構(gòu)法掘進最早出現(xiàn)于100多年前的英國，由于受到當(dāng)時科學(xué)技術(shù)利工業(yè)發(fā)展水平的限制，它只處于初始的簡陋狀態(tài)。20世紀(jì)30-40年代。在關(guān)國迅速地得到發(fā)展和應(yīng)用，60年代日本研制成功局部氣壓、泥水加壓和土壓平衡等型式的結(jié)構(gòu)，適應(yīng)于各種土層條件。使平巷盾構(gòu)法掘進發(fā)展到現(xiàn)代化水平。平巷掘進機掘進最初也出現(xiàn)于19世紀(jì)，由于受到刀具材質(zhì)和驅(qū)動動力問題的影響，它的發(fā)展停滯了很長一段時問，直至20世紀(jì)50年代末重新獲得迅速的發(fā)展。中國古交礦區(qū)東曲礦東平碉掘進中采用直徑為5m全斷面巖巷掘進機，平均月進100m以上，最高月進202m 。