國產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)在近幾年的發(fā)展，生產(chǎn)數(shù)量不斷增加，大中型煤礦均應(yīng)用上了掘進(jìn)機(jī)。但掘進(jìn)機(jī)多數(shù)都屬于半煤巖型。在巖石較硬的巷道掘進(jìn)，目前仍然采用人工炮掘的方式作業(yè)。炮掘作業(yè)，不僅勞動(dòng)生產(chǎn)率低下，而且投入的人力資源多，勞動(dòng)強(qiáng)度大，加上惡劣的工作環(huán)境，給煤礦安全生產(chǎn)帶來很大的壓力和威脅。一般在一些截割功率260kW以上的掘進(jìn)機(jī)，其截割硬度在f≤12的特大型硬巖掘進(jìn)機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生了，從井下全巖巷道進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)效果來看，硬巖掘進(jìn)機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)目前還尚不成熟，功能不完善。
二、當(dāng)前掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)
從當(dāng)前的國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)發(fā)展趨勢(shì)來看，硬巖掘進(jìn)機(jī)具有廣闊的發(fā)展前景。因?yàn)槌擞糜诿旱V巷道掘進(jìn)外，在鐵路、城市地鐵隧道，以及公路建設(shè)等領(lǐng)域的掘進(jìn)應(yīng)用也比較多。從掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)看，主要集中表現(xiàn)在如下幾方面:①掘進(jìn)機(jī)智能化、自動(dòng)化。通過配置遙控系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)斷面控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)組遠(yuǎn)程遙控，提高生產(chǎn)效率及其安全生產(chǎn)能力。②掘進(jìn)機(jī)附件化。除保留掘進(jìn)機(jī)原有主要功能外，還將降塵、輔助支護(hù)等裝置以附件形式出現(xiàn)，在掘進(jìn)機(jī)上搭載。同時(shí)，可根據(jù)需要選擇裝配，以給使用者帶來更多的方便。③掘進(jìn)機(jī)前配套設(shè)備。掘進(jìn)機(jī)前配套是實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)的關(guān)鍵，在掘進(jìn)機(jī)上安裝錨桿鉆機(jī)，就能顯著提高掘進(jìn)速率和安全生產(chǎn)性能。④掘進(jìn)機(jī)后配套設(shè)備問題。當(dāng)前國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)典型的后配套形式是橋式帶式轉(zhuǎn)載機(jī)加可伸縮帶式轉(zhuǎn)載機(jī)，這樣能解決掘進(jìn)機(jī)后配礦車的轉(zhuǎn)載運(yùn)輸問題，并有利于掘進(jìn)機(jī)向不具備連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備的生產(chǎn)礦井應(yīng)用。
三、掘進(jìn)機(jī)施工過程中普遍存在的問題分析
根據(jù)我礦巷道掘進(jìn)所使用的掘進(jìn)機(jī)觀察，即使是在半煤巖巷道掘進(jìn)，施工過程中也存在許多問題。
1、掘進(jìn)機(jī)在施工過程中，每次遇到巖石時(shí)都產(chǎn)生很大的震動(dòng)，有時(shí)把機(jī)器的電氣元件震動(dòng)損壞，其幾率非常高，使得機(jī)器的使用壽命被大大縮短。
2、掘進(jìn)機(jī)在工作過程中，還常常出現(xiàn)第一運(yùn)輸機(jī)鏈條張緊度不夠，使得鏈條有跳鏈、卡鏈、過緊等現(xiàn)象發(fā)生，有時(shí)還會(huì)造成軸承的損壞，使液壓馬達(dá)出現(xiàn)過載現(xiàn)象而不能正常的工作。
3、有的在使用掘進(jìn)機(jī)時(shí)，考慮到既能快速生產(chǎn)又經(jīng)濟(jì)，這就需要截割不同寬度的巷道，為此也就要求掘進(jìn)機(jī)需要配備不同寬度的鏟板，而目前國產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)在更換鏟板時(shí)，還必須將行走部先卸掉，如此既浪費(fèi)了大量時(shí)間，又浪費(fèi)了人力物力。
4、掘進(jìn)機(jī)無自動(dòng)注油功能。掘進(jìn)機(jī)一般在工作一段時(shí)間之后，其油箱就需要補(bǔ)充油量。而在井下注油時(shí)，一旦操作不慎還會(huì)使灰塵進(jìn)入管路，導(dǎo)致液壓油污染，機(jī)器不能正常工作，增加維修時(shí)間，使得掘進(jìn)機(jī)的工作效率大大降低。
5、掘進(jìn)機(jī)在工作中降塵效果差。一般井下掘進(jìn)機(jī)在工作中會(huì)產(chǎn)生大量的煙塵，這種煙塵嚴(yán)重?fù)p害施工人員的身體健康，操作人員的視線也被模糊，而看不清設(shè)備運(yùn)行情況。這樣往往需要停機(jī)一段時(shí)間，等待煙塵散去才可能繼續(xù)進(jìn)行施工。究其原因，就是掘進(jìn)機(jī)自身系統(tǒng)的除塵效果太差。
6、掘進(jìn)機(jī)運(yùn)輸不便的問題?，F(xiàn)在煤礦普遍正在向著機(jī)械化、大型化的方向發(fā)展，有的礦井為提高掘進(jìn)速度和煤炭產(chǎn)量，往往選擇一些大型掘進(jìn)機(jī)。而一些大型掘進(jìn)機(jī)往往受到井下運(yùn)輸罐籠尺寸及承重條件等限制,只能在一些特大型煤礦應(yīng)用。
四、掘進(jìn)機(jī)優(yōu)化改進(jìn)的建議
根據(jù)以上掘進(jìn)機(jī)施工過程中反映出的諸多問題，在大功率掘進(jìn)機(jī)EBZ280設(shè)計(jì)之時(shí)應(yīng)充分考慮到現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際，可以通過調(diào)研、走訪、反饋意見等形式，在保留硬巖掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以解決國內(nèi)硬巖掘進(jìn)機(jī)所遇到的一些關(guān)鍵技術(shù)難題。
1、根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的工作性質(zhì)和使用環(huán)境，應(yīng)能夠適應(yīng)硬巖的基本掘進(jìn)條件。在后支撐上可增加兩個(gè)可以水平伸縮的側(cè)支撐，伸出后頂?shù)絺?cè)面巖壁上，以提高機(jī)身的穩(wěn)定性。但是，一個(gè)工位截割完成后，操作者往往忘記收回側(cè)支撐油缸而開動(dòng)行走部或收起后支撐。當(dāng)抬起鏟板時(shí)，容易造成掘進(jìn)機(jī)與巷道側(cè)壁形成相對(duì)運(yùn)動(dòng)，使側(cè)支撐油缸受力造成彎曲變形，修復(fù)困難，設(shè)計(jì)應(yīng)充分考慮這個(gè)問題。改進(jìn)后可采用液控單向閥與側(cè)支撐控制手柄形成互鎖回路，這樣可有效避免由于人為誤操作引起的側(cè)支撐油缸損壞。
2、對(duì)于改進(jìn)設(shè)計(jì)后的掘進(jìn)機(jī)，應(yīng)將鏟板與本體鉸接點(diǎn)前移，其外露于履帶行走架。就是在不拆行走部的前提下，也能夠完全實(shí)現(xiàn)鏟板的快速更換。
3、在EBZ280 掘進(jìn)機(jī)的鏟板上增加一個(gè)鉸接點(diǎn)，可有效通過銷軸與第一運(yùn)輸機(jī)前端連接，其第一運(yùn)輸機(jī)后端與后支撐連接，并形成四連桿機(jī)構(gòu)。第一運(yùn)輸機(jī)跟隨鏟板的升降，可一同動(dòng)作。主動(dòng)鏈輪與尾部叢動(dòng)輪之間距離始終保持不變，以避免鏈條時(shí)緊時(shí)松，避免經(jīng)常調(diào)節(jié)張緊裝置所帶來的繁瑣之事。
4、在EBZ280掘進(jìn)機(jī)上應(yīng)增加機(jī)載噴霧泵，并將水系統(tǒng)外噴分為兩路，其中一路經(jīng)過油冷卻系統(tǒng)噴出，而另一路經(jīng)過噴霧泵加壓到8MPa后進(jìn)入文丘里噴嘴，以起到較好的高壓降塵作用。
5、對(duì)EBZ280掘進(jìn)機(jī)應(yīng)改變以往掘進(jìn)機(jī)采用的雙變量泵形式，增加一個(gè)系統(tǒng)補(bǔ)油泵。將補(bǔ)油泵的進(jìn)出口分別連接管路，通向油箱和油源，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)器自動(dòng)注油。這樣系統(tǒng)管路形成封閉，有效避免人工注油帶來的粉塵污染，形成良好的工作環(huán)境。
6、對(duì)EBZ280掘進(jìn)機(jī)可增加自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)。將掘進(jìn)機(jī)不便于人工手動(dòng)潤(rùn)滑的注油點(diǎn)，統(tǒng)一布管，編到自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)統(tǒng)一管理。同時(shí)，考慮到井下工作環(huán)境，對(duì)一些潤(rùn)滑點(diǎn)采用雙注油管路(如自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)發(fā)生故障，可通過手動(dòng)潤(rùn)滑來維持機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn))。
7、將EBZ280掘進(jìn)機(jī)本體架拆分為前后兩部分，而兩本體架可通過3個(gè)平鍵來實(shí)現(xiàn)連接定位，并且通過30個(gè)高強(qiáng)度M36螺栓連接固定。在保證整體剛度不變的同時(shí)，降低最大不可拆卸件外形尺寸，以滿足罐籠及中途運(yùn)輸?shù)囊蟆?/p>
8、可以將汽車系統(tǒng)上的倒車裝置，移植應(yīng)用到掘進(jìn)機(jī)上。當(dāng)掘進(jìn)機(jī)后退時(shí)，可發(fā)出語音報(bào)警，并且車尾燈變成紅色閃爍作為提示。這樣井下操作者可以得到提醒，對(duì)其他工作人員掘進(jìn)機(jī)正在倒車后退，也能提示注意安全。
五、結(jié)束語
煤礦應(yīng)用新型大功率EBZ280型掘進(jìn)機(jī)，能大大提高巷道開采的生產(chǎn)能力，并改善安全生產(chǎn)環(huán)境。當(dāng)前國內(nèi)掘進(jìn)機(jī)的推廣使用也很普遍，整體研制和改進(jìn)上也邁上了一個(gè)新臺(tái)階，有力地促進(jìn)了煤炭開采設(shè)備的發(fā)展，在促進(jìn)煤礦掘進(jìn)安全、高效生產(chǎn)起到了顯著的作用，但是在提高全巖掘進(jìn)機(jī)的適應(yīng)性上還有待改進(jìn)設(shè)計(jì)。
參考文獻(xiàn)
1、陶永芹.EBZ160型掘進(jìn)機(jī)外噴霧系統(tǒng)的改進(jìn)[D].上海:中國科學(xué)院上海冶金研究所，2000.
