一,、懸臂式掘進(jìn)機(jī)是什么

懸臂式掘進(jìn)機(jī)是一種能夠?qū)崿F(xiàn)截割,、裝載運輸,、自行走及噴霧除塵的聯(lián)合機(jī)組。隨著回采工作面綜合采煤機(jī)械化的快速發(fā)展,，煤礦對巷道掘進(jìn)速度要求越來越高,。為了提高采準(zhǔn)巷道的速度，懸臂式掘進(jìn)機(jī)被大力研制并逐步發(fā)展完善,。

二,、懸臂式掘進(jìn)機(jī)的特點

1、懸臂式掘進(jìn)機(jī)僅能截割巷道部分?jǐn)嗝?，要破碎全斷面巖石,，需多次上下左右連續(xù)移動截割頭來完成工作?？捎糜谌魏螖嗝嫘螤畹乃淼?。

2、掘進(jìn)速度受掘進(jìn)機(jī)利用率影響很大,，在最優(yōu)條件下利用率可達(dá)60%左右,，但若巖石需要支護(hù)或其它輔助工作跟不上時，其利用率更低,。

3,、與全斷面掘進(jìn)機(jī)有一些相同的優(yōu)點：連續(xù)開挖、無爆破震動,、能更自由地決定支護(hù)巖石的適當(dāng)時機(jī),；可減少超挖；可節(jié)省巖石支護(hù)和襯砌的費用,。

4,、與全斷面掘進(jìn)機(jī)比較，懸臂式掘進(jìn)機(jī)小巧,，在隧道中有較大的靈活性,，能用于任何支護(hù)類型。

5,、與全斷面掘進(jìn)機(jī)相比，具有投資少,、施工準(zhǔn)備時間短和再利用性高等顯著特點,。

三、懸臂式掘進(jìn)機(jī)的結(jié)構(gòu)

1,、截割機(jī)構(gòu)

由截割頭,、懸臂和回轉(zhuǎn)座組成懸臂工作機(jī)構(gòu)。電動機(jī)通過減速器驅(qū)動截割頭旋轉(zhuǎn),，利用裝在截割頭上的截齒破碎煤巖,。升降和回轉(zhuǎn)液壓缸使懸臂在垂直和水平方向擺動,，以截割不同部位的煤巖，掘出所需形狀和尺寸的斷面,。

2,、裝運機(jī)構(gòu)

由裝載機(jī)構(gòu)和中間輸送機(jī)兩部分組成。電動機(jī)經(jīng)減速后驅(qū)動刮板鏈和扒爪或星輪,，將截割破碎下來的煤巖集中裝載,、轉(zhuǎn)運到機(jī)器后面的轉(zhuǎn)載機(jī)或其他運輸設(shè)備中，運出工作面,。

3,、行走機(jī)構(gòu)

驅(qū)動品牌懸臂式掘進(jìn)機(jī)前進(jìn)、后退和轉(zhuǎn)彎并能在掘進(jìn)作業(yè)時使機(jī)器向前推進(jìn),。

4,、液壓系統(tǒng)

由液壓泵、液壓馬達(dá),、液壓缸,、控制閥組及輔助液壓元件組成，用以提供壓力油,，控制懸臂上下左右移動,，驅(qū)動裝運機(jī)構(gòu)中間輸送機(jī)、集料裝置及行走機(jī)構(gòu)的驅(qū)動輪,，并進(jìn)行液壓保護(hù),。

5、電氣系統(tǒng)

向機(jī)器提供動力,，驅(qū)動掘進(jìn)機(jī)上的所有電動機(jī),，同時也對照明、故障顯示,、瓦斯報警等進(jìn)行控制,，并可實現(xiàn)電氣保護(hù)。

6,、噴霧降塵系統(tǒng)

噴霧降塵系統(tǒng)由內(nèi),、外噴霧裝置組成，用以向工作面噴射水霧,，達(dá)到降塵的目的,。

四、懸臂式掘進(jìn)機(jī)工作原理

懸臂掘進(jìn)機(jī)工作過程是這樣的,，主機(jī)把巖石切割破落下來,，轉(zhuǎn)運機(jī)構(gòu)把破碎的巖渣轉(zhuǎn)運至機(jī)器尾部卸下，由后配套轉(zhuǎn)載機(jī),、運輸機(jī)運走,。懸臂式掘進(jìn)機(jī)的切割臂可以上下,、左右自由擺動，能切割任意形狀的巷道斷面,，切割出的表面精確,、平整，便于支護(hù),。履帶式行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器調(diào)動靈活,，便于轉(zhuǎn)彎、爬坡,，對復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng),。

五、懸臂式掘進(jìn)機(jī)施工工藝流程

1,、施工工藝流程

隧道開挖施工工藝流程：上臺階開挖→上臺階初支→下臺階左側(cè)開挖（下臺階右側(cè)開挖,，左右側(cè)錯開3～5m）→下臺階左側(cè)初支（下臺階右側(cè)初支）→開挖隧底→施作隧底支護(hù)→施作永久性仰拱及邊墻基礎(chǔ)施工→施作防水及二次襯砌。

2,、操作要點

在開挖過程中隧道掘進(jìn)采用上下臺階法施工,，上臺階、下臺階及仰拱均采用懸臂式掘進(jìn)機(jī)開挖,，挖掘機(jī)輔助,。上臺階掘進(jìn)開挖完成后，采用裝載機(jī)將支護(hù)臺架運至掌子面進(jìn)行后續(xù)支護(hù)（錨桿,、鋼筋網(wǎng),、鋼拱架、噴射混凝土）作業(yè),，掘進(jìn)機(jī)則進(jìn)行下臺階部位掘進(jìn)施工或根據(jù)工序安排退至不影響后續(xù)工序位置等待下一掘進(jìn)循環(huán),。

3、施工準(zhǔn)備

（1）熟悉施工圖紙,，做好技術(shù)交底及培訓(xùn),。

（2）做好現(xiàn)場勞動力的組織，準(zhǔn)備好各種設(shè)備,，并保證施工機(jī)械的完好率,，使其滿足施工要求。

（3）施工之前,，根據(jù)圍巖地質(zhì)情況,，選取合理的機(jī)械設(shè)備型號，并進(jìn)行合理的機(jī)械設(shè)備配套,。在洞內(nèi)布設(shè)好所需的高壓電纜、輸水管線,，同時將掘進(jìn)機(jī)與工作面齊頭,，并擺放妥當(dāng),。

（4）施工供電。重型懸臂式掘進(jìn)機(jī)機(jī)器供電電壓一般為660～1140V,，與一般隧道機(jī)械工作電壓有區(qū)別,，但只要洞口有10kVA供電變電站，即可滿足需要,。

4,、超前物探配套

采用地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)，減少或避免施工中可能遇到的諸如塌方,、涌水,、涌土等地質(zhì)災(zāi)害。采取地面物探,、地質(zhì)雷達(dá),、超前水平鉆等超前預(yù)報措施將前方巖層地質(zhì)探明，以保證設(shè)備及人員的作業(yè)安全,。

5,、工作面降水

工作面降水的目的是防止因滲水量過大，切割的巖渣成泥狀而糊住切割頭,，以致降低切割效率,。采用臺階法施工時，工作面基本具有自然降水的能力,，僅在拱腳及邊墻等局部有水滲出,。降水要求為工作面無明水,，盡量保持干燥,，切割巖渣不能形成泥狀。

6,、開挖斷面參數(shù)設(shè)計

懸臂式掘進(jìn)機(jī)為縱向切割頭（切割頭直徑為84cm）,，截齒數(shù)量為52個,，導(dǎo)流槽為3槽，導(dǎo)流槽深度為8cm,，截齒呈螺旋狀,，順時針旋轉(zhuǎn)。根據(jù)切割頭特點,，開挖斷面設(shè)計按分部條塊法開挖,，橫向左右分部，豎向上下分條塊,。分塊大?。焊叨?.8～1.2m，左右每部分8～10塊；開挖寬度7-8m,；深度為每循環(huán)進(jìn)尺2.2m,。當(dāng)操作不熟練時或為提高掘進(jìn)機(jī)效率，可在工作面彈線,，標(biāo)示條塊分隔線,。

7、隧道開挖

（1）上臺階開挖

根據(jù)隧道斷面大小,、圍巖情況,，結(jié)合掘進(jìn)機(jī)外形尺寸（長度17m，寬度3.8m,，高度3.7m）,、裝載機(jī)高度（3.8m）、濕噴機(jī)高度（3.6m）,、混凝土攪拌運輸車進(jìn)料口高度（4.0m）（噴射混凝土采用濕噴工藝）及支護(hù)作業(yè)空間,，確定上臺階開挖高度宜為6.4m。

隧道掘進(jìn)機(jī)切割頭長度為1.2m,，故每循環(huán)進(jìn)尺宜控制在1.8～2.4m,，每循環(huán)開挖需預(yù)留1.0m作為下一開挖循環(huán)切割頭安全作業(yè)空間，作業(yè)空間太小不利于上一循環(huán)拱架成品保護(hù),，開挖完成后對掌子面進(jìn)行C25混凝土初噴,，厚度為4cm。

施工現(xiàn)場超欠挖控制采用5cm×3cm矩形管,、?8mm鋼筋焊制靠尺,，嚴(yán)格控制超欠挖。經(jīng)實際測量,，超挖可控制在5～8cm范圍內(nèi),。

上臺階長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定如下：懸臂式掘進(jìn)機(jī)長度17m+自卸車、裝載機(jī)作業(yè)長度8m+支護(hù)臺架8m+上下臺階爬坡段長度8m,，上臺階總長度為41m,。下臺階至上臺階高度為3.5m。

（2）下臺階開挖

當(dāng)上臺階單循環(huán)開挖完成后開始支護(hù)時,，掘進(jìn)機(jī)退到下臺階部位掘進(jìn)施工,。

下臺階長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定如下：懸臂式掘進(jìn)機(jī)長度17m+自卸車、裝載機(jī)作業(yè)長度8m,，下臺階總長度為25m,。

現(xiàn)場實際施工中采用普通棧橋時，掌子面與仰拱實際所需距離為71m,，仰拱至二襯間實際所需距離為29m,，故掌子面與二襯實際所需距離為100m,。

（3）掘進(jìn)機(jī)切割方式

懸臂式掘進(jìn)機(jī)就位后，開始從掌子面底部水平割出一條槽,，向前移動掘進(jìn)機(jī)再一次就位,，就位后切割頭自上而下,、左右循環(huán)切削,。在切削同時鏟板部耙爪將切削下來的渣裝入第一運輸機(jī)，第一運輸機(jī)轉(zhuǎn)運至第二運輸機(jī),，第二運輸機(jī)直接運至掘進(jìn)機(jī)尾部,，采用配套裝載機(jī)裝入出渣車運至洞外。從底部開挖到拱部完成后進(jìn)行修整,，達(dá)到設(shè)計斷面要求,。

懸臂式掘進(jìn)機(jī)的切割方式是從掃底開始切割，再按S形或Z形左右循環(huán)向下的切割路線逐級切割以上部分,。

選用右旋切割頭切割硬巖,，先由右向左從掃底開始切割，再從左至右,、自下往上或從右往左,、自上而下逐步進(jìn)行切割。如遇節(jié)理發(fā)育較高巖石,，則應(yīng)選擇巖石節(jié)理方向逐步切割,。

針對不同硬巖可選擇不同的截齒，截齒呈螺紋線排布,，確保機(jī)器有更好的掘削能力,，并具有自潔功能，可根據(jù)實際工況條件選擇最佳切割頭,，提高施工效率,。當(dāng)局部再有硬巖時，可以選用小直徑切割頭,，切割力大,，破巖能力強(qiáng)，以降低掘進(jìn)難度及截齒消耗量,。

（4）掘進(jìn)施工后支護(hù)方案

掘進(jìn)機(jī)在掌子面掘進(jìn)完成后,，支護(hù)工班按照設(shè)計支護(hù)方式進(jìn)行初期支護(hù)的施作，如此循環(huán)施工,。

（5）輪廓修整及人工局部處理

由于機(jī)械設(shè)備條件尺寸限制,，無法實現(xiàn)開挖輪廓線范圍10～20cm厚度輪廓修整，只能采用人工修整或其他機(jī)械設(shè)備修整,。當(dāng)然,，在采用分部開挖時,，可實現(xiàn)局部處理的平行作業(yè)。

（6）噴霧除塵,、出渣,、場地清理

掘進(jìn)機(jī)工作時，采取流水線作業(yè),，一邊開挖,，一邊通過機(jī)械設(shè)備配套實現(xiàn)出渣。為控制粉塵,，需適當(dāng)噴霧,，既達(dá)到減少粉塵的目的，又不引起巖渣泥化,。