掘進機

按作業對象分為普通機子與隧道掘進機（Tunnel boring machine，簡稱TBM）。

其中，隧道掘進機是用機械破碎岩石、出碴和支護實行連續作業的一種綜合設備。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斷面掘進機。

按作業方式分為開敞式掘進機和護盾式掘進機。前者裏知名的是大直徑全斷面岩石隧道掘進機是集開挖、支護、出渣於一體的成套掘進設備，被稱為工程機械的“航空母艦”和“掘進機之王”。

後者裏知名的是盾構機。

當前，我國已經成為世界最大的掘進機制造基地及應用市場。隨着國內城市軌道交通，鐵路，公路，水利，市政工程等建設事業的高速度增長，我國掘進機械也迎來了飛速的發展。我國掘進機械行業已經成為國內高端裝備製造業和戰略性新興產業重點支持發展產業。

我國掘進機市場前景可觀，其市場需求巨大，我們分別從煤礦掘進機和隧道掘進機兩方面來進行分析：

一、煤礦掘進機市場前景

我國是產煤大國，各大小煤礦眾多。隨着石油天然氣等能源的價格上漲，煤炭成為國內備受歡迎的能源，未來需求量必然十分巨大，這將刺激煤礦開採產業的快速發展。隨着政府對煤礦開採的安全問題的關注，未來逐步實現完全機械化生產成為可能，這必然將進一步增加煤礦掘進機的需求增長。

雖然21世紀煤礦掘進機的供需已經接近平衡，但如果石油天然氣等價格居高不下，那麼國內煤礦掘進機的市場供需還將繼續保持水平，加上新舊設備的更換，如此，國內煤礦掘進機的市場規模就相當可觀了。

預計國內煤礦掘進機的市場還具有一定的開發潛能，所以煤礦掘進機市場還具有一定的發展空間，但空間具體能達到什麼樣的程度，還需要取決於未來幾年內的國際國內能源格局的變化。

但總體而言，國內煤礦掘進機市場未來幾年內將保持緩慢的增長，但是由於我國煤礦掘進機在國際市場上具有較強的競爭優勢，主要是價格低廉，在周邊國家和非洲等一些發展中的產煤國擁有較強的競爭力，能開闢一定的市場空間，對國內的煤礦掘進機生產企業而言，這將是較為關鍵的發展機遇與前景。

二、隧道掘進機市場前景

我國輕型隧道掘進機市場正在逐步萎縮，未來發展空間不是很大，但是盾構隧道掘進機卻具有十分看好的發展前景。

首先，我國城市建設需要大量的盾構機，尤其是上海、北京、廣東等地，需要建設大量的隧道交通工程，另外鐵路建設也需要不少的盾構機，所以，未來幾年內國內盾構機的需求量還是保持旺盛水平。

如果能將國產自給率提高到40%，每年就是超過10億元的市場規模，相當的可觀。

而且，國內的盾構技術也在逐步趨於完善，與發達國家的技術逐步縮小差距，在性能接近的前提下，低廉的價格必然會在市場上具有相當的競爭優勢。

由西安科技大學惠興田教授發明的盾架式順槽掘錨機組（SUDM--Shield Union Driving Machine for Coal Mine Entry）可以實現掘進支護同時進行，施工速度是現有掘進機（roadheader）的兩倍。

近年來，隨着我國煤炭行業的快速發展，與之唇齒相依的煤機行業也日益受到重視。在煤炭行業綱領性文件《關於促進煤炭工業健康發展的若干意見》中，在全國煤炭工業科學技術大會上以及國家發改委出台的煤炭行業結構調整政策中，都涉及到發展大型煤炭井下綜合採煤設備等內容。

掘進和回採是煤礦生產的重要生產環節，國家的方針是：採掘並重，掘進先行。煤礦巷道的快速掘進是煤礦保證礦井高產穩產的關鍵技術措施。採掘技術及其裝備水平直接關係到煤礦生產的能力和安全。高效機械化掘進與支護技術是保證礦井實現高產高效的必要條件，也是巷道掘進技術的發展方向。隨着綜採技術的發展，國內已出現了年產幾百萬噸級、甚至千萬噸級超級工作面，使年消耗回採巷道數量大幅度增加，從而使巷道掘進成為了煤礦高效集約化生產的共性及關鍵性技術。

我國煤巷高效掘進方式中最主要的方式是懸臂式掘進機與單體錨杆鑽機配套作業線，也稱為煤巷綜合機械化掘進，在我國國有重點煤礦得到了廣泛應用，主要掘進機械為懸臂式掘進機。

懸臂式掘進機是集截割、裝運、行走、操作等功能於一體，主要用於截割任意形狀斷面的井下岩石、煤或半煤巖巷道。國內的掘進機設計雖然説離國際先進的技術還有段距離，但是國內的技術水平已能基本滿足國內的需求。大中型號的掘進機不斷被創新。

然而，國內巖巷施工仍以鑽爆法為主，重型懸臂式掘進機用於大斷面巖巷的掘進在我國處於試驗階段，但國內煤炭生產逐步朝向高產、高效、安全方向發展，煤礦技術設備正在向重型化、大型化、強力化、大功率和機電一體化發展，先後引進了德國WAV300、奧地利AHM105、英國MK3型重型懸臂式掘進機。全巖巷重型懸臂式掘進機代表了巖巷掘進技術今後的發展方向。

國產重型掘進機與國外設備的差距除總體性能參數偏低外，在基礎研究方面也比較薄弱，適合我國煤礦地質條件的截割、裝運及行走部載荷譜沒有建立，沒有完整的設計理論依據，計算機動態仿真等方面還處於空白；在元部件可靠性、控制技術、在截割方式、除塵系統等核心技術方面有較大差距。 ^[1] 

1.司機應具有初中以上文化程度，熱愛本職工作，責任心強，並經專門培訓、考試合格後方可上崗並持證上崗。

2.司機必須熟悉機器的結構、性能、動作原理，能準確、熟練地操作機器，懂得設備的一般維護保養和故障處理知識。

3.司機必須堅持使用掘進機上所有的安全閉鎖和保護裝置，不得擅自改動或甩掉不用，不能隨意調整液壓系統、霧化系統各部的壓力。

4.各種電氣設備控制開關的操作手柄、按鈕、指示儀表等要妥善保護，防止損壞或丟失。

5.除會熟練操作機器外，還應對機器進行日常檢查和維護工作。在發現掘進機有故障時，應積極配合維護人員進行處理，不能處理時，要立即向區隊或調度室彙報。

6.必須配備正副兩名司機，正司機負責操作，副司機負責監護。必須精神集中，不得擅自離開工作崗位，不得委託無證人員操作。

7.在掘進機停止工作、檢修及交接班時，必須斷開機器上的隔離開關，並掛停電標示牌。

8.對機器運轉情況和存在的問題，交班司機必須向接班司機交待清楚。

9.掘進機前後20米以內風流中瓦斯濃度達到1.5%時，必須停止運轉，切斷電源，進行處理。瓦斯濃度必須降到1%以下時，方可送電開機。

10.接班後，司機應認真檢查工作面及掘進機周圍情況，保證工作區域安全、整潔和無障礙物。

11.開機前，司機必須對機器進行以下檢查：

（1）各操作手把和按鈕應齊全、靈活、可靠，各操作手把打到零位。

（2）機械、電氣、液壓系統、安全保護裝置應正常可靠，零部件應完整無缺，各部連接螺絲應齊全、緊固。

（3）電器系統各聯接裝置的電纜卡子應齊全牢固，電纜吊掛整齊，無破損、擠壓。

（4）液壓管路、霧化系統管路的接頭應無破損、泄漏，防護裝置應齊全可靠。將所用延長的電纜、水管沿工作面準備好，懸吊整齊，拖拉在掘進機後方的電纜和水管長度不得超過10米。

（5）減速器、液壓油箱的油位、油量應適當，無滲漏現象，並按技術要求給機器注油、潤滑。

（6）轉載膠帶機應確保完好，託輥齊全。

（7）切割頭截齒、齒座應完好，發現有掉齒或嚴重磨損不能使用的，應切斷掘進機電源，及時更換。

（8）裝載耙爪、鏈輪要完好。刮板鏈垂度應合適，無斷鏈丟銷現象，刮板齊全無損，應擰緊防松螺帽，防止刮板鬆動。

（9）履帶、履帶板、銷軸、鏈輪保持完好，按規定調整履帶的鬆緊度。

（10）噴霧系統、冷卻裝置、照明應完好。

12.經檢查確認機器正常並在作業人員撤至安全地點後，方準送電，並且按操作程序空載試運轉，禁止帶負荷起動。

13.開機前發出報警信號，按機器技術操作規定順序啓動。

14.根據不同性質的煤巖，確定最佳的切割方式。具體方法參照下列方式：

（1）掘進半煤巖時，應先截割煤，後截割岩石，即先軟後硬的程序。

（2）一般情況下，應從工作面下部開始截割，首先切割底後掏槽。

（3）切割必須考慮煤巖的層理，截割頭應沿煤的層理方向移動，不應橫斷層理。

（4）切割全煤，應先四面刷幫，再破碎中間部分。

（5）對於硬煤，採取自上而下的截割程序。

（6）對較破碎的頂板，應採取留頂煤或截割斷面周圍的方法。

15.截割煤巖時應注意應下事項：

（1）岩石硬度大於掘進機切割能力時，應停止使用掘進機，並採取其它破巖措施。

（2）根據煤巖的軟硬程度掌握好機器推進速度，避免發生截割電機過載或壓死刮板輸送機等現象，切割時應放下剷板。如果落煤量過大而造成過載時，司機必須立即停機，將掘進機退出，進行處理。嚴禁點動開機處理，以免燒燬電動機或損壞液壓馬達。

（3）截割頭工作必須在旋轉狀況下才能截割煤巖。截割頭不許帶負荷啓動，推進速度不宜太大，禁止超負荷運轉。

（4）截割頭在最低工作位置時，禁止將剷板抬起。截割部與剷板的間距不得小於300毫米，嚴禁截割頭與剷板相碰。截割上部煤巖時應防止截齒觸網、觸梁。

（5）經常注意清底及清理機體兩側的浮煤（巖），掃底時應一刀壓一刀，以免底部出現硬坎，以防止履帶前進時越墊越高。

（6）煤巖塊度超過機器龍門的高度和寬度時，必須先人工破碎後方可裝運。

（7）當油缸行至終止時，應立即放開操作手柄，避免溢流閥長期溢流，造成系統發熱。

（8）掘進機向前掏槽時，不準使切割臂處於左、右極限位置。

（9）裝載機、轉載機及後配套運輸設備不準超負荷運轉。

（10）隨時注意機械各部、減速器和電機聲響以及壓力變化情況，發現問題應立即停機檢查。

(11)風量不足、除塵設施不齊不準作業。

(12)電機長期工作後，不要立即停冷卻水，應等電機冷卻數分鐘後再關閉水路。

(13)發現危急情況，必須用緊急停止開關切斷電源，待查明原因，排除故障後方可開機。

16.啓動機器時應按以下程序進行：

（1）將操作箱上的急停按鈕拔出，拉到正常位置。

（2）用專用工具將操作箱的電源開關打到“通”位。

（3）將電器箱中故障檢測開關打到“正常”位置。

（4）打鈴預警，啓動油泵電機，然後啓動切割電機（只有當操作箱上的支護開關轉動至“運行”位置時切割電機才能啓動），開機過程完成。

（5）操作各相應操作手柄以實現工作程序。

（6）工作程序完成後，停止運行機器時可以通過轉動相應電機操作開關到停止位置。當需要緊急停機時，可通過按下操作箱上的急停按鈕，或者按下電氣箱上的急停按鈕或按下掘進機非司機側急停按鈕來實現。

（7）當司機離開司機座時，必須將操作箱上的“急停”按鈕推進去，並用專用工具將電源開關打到“斷”位置。

17.掘進機前進時應將剷板落下，後退時應將剷板抬起。

18.掘進機工作時應將支撐油缸升起，前進、後退時應將支撐油缸收起。

19.司機工作時精神要集中，開機要平穩，看好方向，並聽從迎頭人員指揮。發現有冒頂預兆或危及人員安全時，應立即停機，切斷電源。

20.收尾工作

(1)按規定操作順序停機後，應將掘進機退到安全地點，並將剷板放到底部上。截割頭縮回，切割臂放到底板上，關閉水門，吊好電纜和水管。

(2)在淋水大的工作面，應對電機、控制箱、操作箱等電氣設備進行遮蓋。