掘进机械化是利用悬臂式掘进机进行落装煤岩,通过桥式胶带转载机和其他运输设备运送煤岩。用人工、托梁器、架棚机安装支架,利用绞车、单轨吊、卡轨车、铲运车电机车运送支护材料和器材,用局部通风机进行压入式通风,用除尘风机进行降尘。
掘进机械化工作面的设备布置有掘进机、桥式转载机、带式输送机、除尘器、风筒等。这些设备配合使用,在煤巷或者半煤巷掘进工作面完成掘进工序。
一、掘进机的优点:
(1)掘进速度快。与炮掘相比较,其掘进速度平均可提高1~1.5倍,功效平均提高1~2倍,巷道成本可降低30%~ 50%.
(2)能够保证巷道的稳定性。使用掘进机时,巷道的围岩不受爆破的破坏,有利于巷道的支护。
(3)减少岩石冒落及瓦斯突出的危险,有利于安全生产和通风管理。
(4)减少了巷道的超控量和支护作业的充填量,减少不必要的工程量。
(5)改善了劳动条件,减轻了工人的体力劳动。
二、掘进机的分类掘进机的类型很多,可按其使用范围和结构特征进行分类。
1、按破碎的煤岩硬度f分类
(1)用于小于f≤4的煤巷,称为煤巷掘进机;
(2)用于小于f≤6的煤或软岩巷,称为半煤岩巷掘进机;
(3)用于大于f≥6的岩石巷道,称为岩巷掘进机。
2、根据掘进机可掘巷道的断面大小分类
(1)可掘巷道的断面面积小于8m的,称为小断面掘进机
(2)可掘巷道的断面面积大于8m的,称为大断面掘进机。
三、根据工作机构截割工作面的方式分类
部分断面掘进机,也称为自由断面掘进机或悬臂式掘进机,其工作机构为一条悬臂和安装在悬臂上的截割头所组成,悬臂可以上下左右摆动,因而必须在断面内多次连续地移动工作机构,才能沿整个工作面破落层煤岩,完成一次推进。部分断面掘进机可同时完成煤岩截割、落料装运、行走、喷雾降尘等功能,主要用于煤巷和半煤岩巷的掘进,掘出的巷道断面形状多为梯形。
四、悬臂式掘进机的主要特点:
1.悬臂式掘进机仅能截割巷道部分断面,要破碎全断面岩石,需多次上下左右连续移动截割头来完成工作。可用于任何断面形状的隧道。
2.掘进速度受掘进机利用率影响很大,在最优条件下利用率可达60%左右,但若岩石需要支护或其它辅助工作跟不上时,其利用率更低。
3.与全断面掘进机有一些相同的优点:连续开挖、无爆破震动、能更自由地决定支护岩石的适当时机;可减少超挖:可节省岩石支护和衬砌的费用
4.与全断面掘进机比较,悬臂式掘进机小巧,在隧道中有较大的灵活性,能用于任何支护类型。
5.与全断面掘进机相比,具有投资少、施工准备时间短和再利用性高等显著特点。
工作机构外形尺寸小、各重要部位都具有可达性,便于维修和支护作业。悬臂式掘进机的分类方法有多种:
(1)按重量分:有特轻型、轻型、中型和重型四种,
(2)按工作机构切割煤岩的方式不同分为:纵轴式和横轴式掘进机。前者安装在悬臂上的截割头为纵向布置,后者为横向布置。