在煤炭、金屬礦等地下資源開采領(lǐng)域,礦用掘進(jìn)機(jī)憑借其高效、安全、智能化的特性,已成為現(xiàn)代礦山建設(shè)的核心裝備。這類設(shè)備通過集成切割、裝載、運(yùn)輸?shù)裙δ?,顯著提升了巷道掘進(jìn)效率,同時(shí)降低了人工風(fēng)險(xiǎn),推動(dòng)礦山生產(chǎn)向自動(dòng)化、綠色化方向發(fā)展。
一、功能與技術(shù)架構(gòu)
礦用掘進(jìn)機(jī)集多項(xiàng)核心功能于一體,其技術(shù)架構(gòu)體現(xiàn)了現(xiàn)代工業(yè)的精密性與創(chuàng)新性。
1. 高效破巖與截割
掘進(jìn)機(jī)配備大功率截割電機(jī)和高強(qiáng)度截齒,可適應(yīng)普氏硬度f4-25的巖石。例如,通過大開口率硬巖刀盤設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)全斷面一次破巖成巷,破巖能力較傳統(tǒng)方法提升3-10倍。懸臂式掘進(jìn)機(jī)則通過旋轉(zhuǎn)切割頭靈活破碎巖石,提升開挖效率。
2. 智能控制與自動(dòng)化
現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)普遍采用PLC控制系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),支持遠(yuǎn)程操控與實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。例如,可以通過優(yōu)化施工工藝,以及通過液控、遙控雙系統(tǒng)設(shè)計(jì),實(shí)現(xiàn)人機(jī)分離,保障作業(yè)安全。智能化技術(shù)還包括自適應(yīng)截割、位姿糾偏等,如掘進(jìn)機(jī)通過復(fù)合定位系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)截割軌跡誤差小于50mm。
3. 安全與環(huán)保設(shè)計(jì)
掘進(jìn)機(jī)配備多重安全裝置,如瓦斯監(jiān)測(cè)、緊急制動(dòng)系統(tǒng),以及防塵降噪技術(shù)。例如,“長(zhǎng)壓短抽”通風(fēng)除塵技術(shù)將掘進(jìn)面粉塵濃度降低95%以上,改善作業(yè)環(huán)境;徐工TBM的噴淋系統(tǒng)和除塵風(fēng)機(jī)可有效控制粉塵擴(kuò)散。
二、多元應(yīng)用場(chǎng)景
礦用掘進(jìn)機(jī)廣泛應(yīng)用于各類礦山及隧道工程,展現(xiàn)出強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)性。
1. 煤礦巷道掘進(jìn)
在煤礦開采中,掘進(jìn)機(jī)可快速完成煤巷、巖巷的掘進(jìn)與支,實(shí)現(xiàn)安全高效掘進(jìn),效率提升4-7倍。
2. 金屬礦與復(fù)雜地質(zhì)條件
金屬礦開采常面臨高應(yīng)力、破碎圍巖等挑戰(zhàn),掘進(jìn)機(jī)的靈活性與穩(wěn)定性凸顯價(jià)值。江銅銀珠山礦使用TBM掘進(jìn)3047米,最高日進(jìn)尺28米,較傳統(tǒng)鉆爆法效率提升3-5倍;山東黃金三山島金礦采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)取代爆破法,實(shí)現(xiàn)采掘機(jī)械化率90%以上,大幅降低事故風(fēng)險(xiǎn)。
3. 隧道與特殊工程
掘進(jìn)機(jī)在地鐵、水利等隧道工程中同樣表現(xiàn)出色。例如,陜西榆林可可蓋礦井采用敞開式TBM施工,提前10個(gè)月完成5335米掘進(jìn)任務(wù),平均月進(jìn)尺517.96米,其小半徑拐彎技術(shù)為同類工程提供了范例。
三、礦用掘進(jìn)機(jī)的優(yōu)勢(shì)與行業(yè)價(jià)值
掘進(jìn)機(jī)的連續(xù)作業(yè)特性大幅縮短工期,較傳統(tǒng)方法效率提升數(shù)倍;智能化設(shè)備還可減少人工干預(yù),如山東黃金通過遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)減少井下作業(yè)人員70人,運(yùn)輸效率提高25%。
掘進(jìn)機(jī)將人員從危險(xiǎn)環(huán)境中解放出來,并且可以通過遠(yuǎn)程操控,避免操作人員長(zhǎng)時(shí)間暴露于高粉塵、強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境;TBM施工中人員在護(hù)盾下作業(yè),顯著降低頂板坍塌等事故風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),采用掘進(jìn)機(jī)后,礦山事故率較傳統(tǒng)方法下降60%以上。
隨著技術(shù)迭代,礦用掘進(jìn)機(jī)正朝著智能化、無人化方向邁進(jìn)。2024年煤礦安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)新增智能化掘進(jìn)工作面加分項(xiàng),鼓勵(lì)企業(yè)應(yīng)用AI、5G等技術(shù)。礦用掘進(jìn)機(jī)的革新不僅是設(shè)備的升級(jí),更是礦業(yè)生產(chǎn)方式的變革。從傳統(tǒng)爆破到智能掘進(jìn),從人工高危到無人化作業(yè),這類裝備正以技術(shù)突破重塑行業(yè)格局,為資源開采的高效、安全、綠色發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。