工 程 技 术
关于部分断面掘进机工作条件及
应用领域的研究
樊志家 佟 巍
（北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110141）
摘 要：本文对部分断面掘进机系列产品的物理及技术参数进行阐述，分析不同型号掘进机的适用范围，进而对部分断面掘进机的应用领域进行分析总结，为售前选型工作提供理论基础，实现选型工作的高效化。关键词：部分断面掘进机；工作条件：工况勘察中图分类号：TD421 文献标识码：A
DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2015.01.068
部分断面掘进机（下简称掘进机）是一种中小型隧道或巷道掘进设备，在用户正式使用前，需要技术人员进行现场工况勘察，选择与现场情况性能匹配的掘进机型号进行推荐。此文根据多次现场工况勘查及与用户沟通得到信息，对掘进机的工作条件及应用领域进行系统化研究，方便后续的现场勘查及售前技术支持工作的有序开展，提高售前技术支持的工作效率。
1 掘进机工作条件概述
掘进机是集切割、装运、行走等功能于一体，主要用于切割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道的机器，主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并通过运输机将碎岩运走，有安全、高效和成巷质量好等优点。
1.1掘进机的物理参数
掘进机的外形尺寸，直接影响掘进机适应的巷道尺寸，所以在现场选型时，首先要了解用户使用工况的巷道宽度及高度。本文以北方重工生产的系列掘进机为例，外形尺寸详见表1。
1.2掘进机的技术参数
在掘进机外形尺寸与所要求的巷道尺寸匹配的前提下，还要根据工作面的岩石硬度、巷道角度、底板及顶板情况、日进尺要求等信息，对掘进机进行选型。影响掘进机选型的主要技术参数见表2。
2 掘进机应用领域概述
掘进机是通过切割机构对工作面进行切割成型完成工作，工作面的构成有硬度不同的岩石构成，详见表3。
由于不同型号掘进机的切割能力及工作效率的差异很大，这就要求在用户购买设备之前，设备厂家要对用户工作面的情况进行事先的勘查，使用户选择可以使用并且使用良好的设备，这就要求对不同工况的情况进行初步掌握，一般常见的工况有矿上开采，水利改造，城市建设等工程。
表1 各型号掘进机的外形尺寸
型号项目通过高度通过宽度
EBZ1321.8m 2.5m
EBZ1602m 2.7m
EBZ2002.2m 3.2m
EBZ2402.2m 3.2m
EBZ2602.5m 3.6m
EBH3602.8m 3.6m
表2 影响掘进机选型的主要技术参数
型号项目切割硬度工作角度接地比压切割效率
EBZ13270MPa ±16°0.14MPa 180m ³/h
EBZ16080MPa ±18°0.14MPa 190m ³/h
EBZ20080MPa ±18°0.15MPa 200m ³/h
EBZ24085MPa ±18°0.17MPa 210m ³/h
EBZ26090MPa ±18°0.17MPa 220m ³/h
EBH360100Mpa ±18°0.17Mpa 240m ³/h
表3 常见岩石硬度等级表
硬度等级f=8~10f=4~6f=0.8~3
代表性岩石
不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等
铁矿石，砂质页岩，页岩质砂岩，石灰岩，软砾石等
各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩，很软的石灰岩，盐岩，无烟煤，破
碎的砂岩和石质土壤等
2.1 掘进机在矿山开采的应用
掘进机目前主要还是应用在矿山开采领域，尤其是煤矿巷道掘进开采方面，大大的提高了煤炭开采的安全性与巷道掘进开采效率。根据矿石的硬度不同，大重型的掘进机也可以应用于铁、铜矿等金属矿的巷道掘进工作，相比传统放炮开采，断面成形质量好，减少喷浆消耗，减少开采成本。
2.2 掘进机在水利改造的应用
掘进机在水利方面应用主要反映在西北地区农田水利改造工程，西北多山少水，传统的挖沟建渠已经不能够实现调水的作用，管道运输是一个很好的解决方式，为了管道的顺利的铺设，需要在阻挡管线的山上进行隧道掘进，实现调水的目的，这类情况的掘进巷道普遍较窄，工作面主要以石质土壤为主，外形尺寸偏小的掘进机使用较多。
2.3 掘进机在城市建设的应用
掘进机在城市建设方面的应用主要指城市地下水管道及供暖管道铺设，原有的方式多次对地表进行拆改，不仅增加了维修及运行成本，而且对地面交通及周边环境有很大的影响，采用地下巷道进行管道铺设，一次成型，方便后续的维护及维修工作，是掘进机使用的新领域。
3 综述
掘进机是一种部分断面巷道掘进设备，有运行安全、掘进高效和成巷质量好，震动辐射区小等优点，它的应用领域已经不单单用于煤矿巷道开采，在金属矿山开采、山区农田水利改造、城市地下水暖线路改造等领域也有很大的使用空间，拓宽了掘进机的应用领域，这对掘进机行业的发展有着重要的意义。
参考文献
[1]张波. 煤矿用掘进机械的发展展望[J].煤矿机械，2013，34（01）：1-2.
[2]王学成，张维果，刘英林. 悬臂式掘进机现状及发展浅析[J].煤矿机械，2013，34（01）：1-3.
工 程 技 术
关于部分断面掘进机工作条件及
应用领域的研究
樊志家 佟 巍
（北方重工集团有限公司，辽宁 沈阳 110141）
摘 要：本文对部分断面掘进机系列产品的物理及技术参数进行阐述，分析不同型号掘进机的适用范围，进而对部分断面掘进机的应用领域进行分析总结，为售前选型工作提供理论基础，实现选型工作的高效化。关键词：部分断面掘进机；工作条件：工况勘察中图分类号：TD421 文献标识码：A
DOI:10.13612/j.cnki.cntp.2015.01.068
部分断面掘进机（下简称掘进机）是一种中小型隧道或巷道掘进设备，在用户正式使用前，需要技术人员进行现场工况勘察，选择与现场情况性能匹配的掘进机型号进行推荐。此文根据多次现场工况勘查及与用户沟通得到信息，对掘进机的工作条件及应用领域进行系统化研究，方便后续的现场勘查及售前技术支持工作的有序开展，提高售前技术支持的工作效率。
1 掘进机工作条件概述
掘进机是集切割、装运、行走等功能于一体，主要用于切割任意形状断面的井下岩石、煤或半煤岩巷道的机器，主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的切割头不断破碎岩石，并通过运输机将碎岩运走，有安全、高效和成巷质量好等优点。
1.1掘进机的物理参数
掘进机的外形尺寸，直接影响掘进机适应的巷道尺寸，所以在现场选型时，首先要了解用户使用工况的巷道宽度及高度。本文以北方重工生产的系列掘进机为例，外形尺寸详见表1。
1.2掘进机的技术参数
在掘进机外形尺寸与所要求的巷道尺寸匹配的前提下，还要根据工作面的岩石硬度、巷道角度、底板及顶板情况、日进尺要求等信息，对掘进机进行选型。影响掘进机选型的主要技术参数见表2。
2 掘进机应用领域概述
掘进机是通过切割机构对工作面进行切割成型完成工作，工作面的构成有硬度不同的岩石构成，详见表3。
由于不同型号掘进机的切割能力及工作效率的差异很大，这就要求在用户购买设备之前，设备厂家要对用户工作面的情况进行事先的勘查，使用户选择可以使用并且使用良好的设备，这就要求对不同工况的情况进行初步掌握，一般常见的工况有矿上开采，水利改造，城市建设等工程。
表1 各型号掘进机的外形尺寸
型号项目通过高度通过宽度
EBZ1321.8m 2.5m
EBZ1602m 2.7m
EBZ2002.2m 3.2m
EBZ2402.2m 3.2m
EBZ2602.5m 3.6m
EBH3602.8m 3.6m
表2 影响掘进机选型的主要技术参数
型号项目切割硬度工作角度接地比压切割效率
EBZ13270MPa ±16°0.14MPa 180m ³/h
EBZ16080MPa ±18°0.14MPa 190m ³/h
EBZ20080MPa ±18°0.15MPa 200m ³/h
EBZ24085MPa ±18°0.17MPa 210m ³/h
EBZ26090MPa ±18°0.17MPa 220m ³/h
EBH360100Mpa ±18°0.17Mpa 240m ³/h
表3 常见岩石硬度等级表
硬度等级f=8~10f=4~6f=0.8~3
代表性岩石
不坚固的花岗岩，坚固的砂岩等
铁矿石，砂质页岩，页岩质砂岩，石灰岩，软砾石等
各种不坚固的页岩，致密的泥灰岩，很软的石灰岩，盐岩，无烟煤，破
碎的砂岩和石质土壤等
2.1 掘进机在矿山开采的应用
掘进机目前主要还是应用在矿山开采领域，尤其是煤矿巷道掘进开采方面，大大的提高了煤炭开采的安全性与巷道掘进开采效率。根据矿石的硬度不同，大重型的掘进机也可以应用于铁、铜矿等金属矿的巷道掘进工作，相比传统放炮开采，断面成形质量好，减少喷浆消耗，减少开采成本。
2.2 掘进机在水利改造的应用
掘进机在水利方面应用主要反映在西北地区农田水利改造工程，西北多山少水，传统的挖沟建渠已经不能够实现调水的作用，管道运输是一个很好的解决方式，为了管道的顺利的铺设，需要在阻挡管线的山上进行隧道掘进，实现调水的目的，这类情况的掘进巷道普遍较窄，工作面主要以石质土壤为主，外形尺寸偏小的掘进机使用较多。
2.3 掘进机在城市建设的应用
掘进机在城市建设方面的应用主要指城市地下水管道及供暖管道铺设，原有的方式多次对地表进行拆改，不仅增加了维修及运行成本，而且对地面交通及周边环境有很大的影响，采用地下巷道进行管道铺设，一次成型，方便后续的维护及维修工作，是掘进机使用的新领域。
3 综述
掘进机是一种部分断面巷道掘进设备，有运行安全、掘进高效和成巷质量好，震动辐射区小等优点，它的应用领域已经不单单用于煤矿巷道开采，在金属矿山开采、山区农田水利改造、城市地下水暖线路改造等领域也有很大的使用空间，拓宽了掘进机的应用领域，这对掘进机行业的发展有着重要的意义。
参考文献
[1]张波. 煤矿用掘进机械的发展展望[J].煤矿机械，2013，34（01）：1-2.
[2]王学成，张维果，刘英林. 悬臂式掘进机现状及发展浅析[J].煤矿机械，2013，34（01）：1-3.