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[摘要]今天，我国掘进机的基本技术已经成熟，但技术水平仍停留在发达采煤国90年代的水平，亟待技术创新。本文论述煤矿掘进机的截侧技术、负载反馈调速技术，履带内藏式行星减速器技术、工况监控技术和配套技术。
[关键词] 煤矿采掘 高效技术
中图分类号： TD263；
煤矿掘进机技术的发展除取决于实际生产需要外，还受基础工业水平及技术可行性的影响。随着我国工业技术水平的提高和煤矿掘进机技术开发方面经验的积累，各种新技术和新成果也将逐步应用于煤矿掘进机上。
一，截侧技术
l、截割头的设计。截割头的设计应满足以下要求：切削效率高，受力均匀，稳定性好，刀具消耗小。而要达到这些要求，主要的设计准则就是，每个刀具在截割头旋转一周时能够切削下相同的物料。随着设计工具的改善和設计手段的提高，各种CAD、CAE软件的普遍使用，可利用三维造型的方便功能结合传统的截割头设计理论，进一步优化截割头设计。
目前，掘进机上主要使用的是带合金头的镐彤截齿。尽管研究人员对镐形截齿进行了深人研究，制造工艺也有了极_大的改善，通过采用新的焊接技术，增大合金头直径和提高截齿头部抗磨性等新方法大大改善了镐形截齿的耐用性。但是，仍然解决不了镐形截齿无法经济截割硬岩的缺点。各国科学家为了寻求更高效的截割刀具而进行了深入的研究。美国科罗拉多矿业大学在此方面的研究取得了进展，他们的地质机械研究院开发出一种新型刀具圆盘截割刀，并且在硬岩掘进中成功应用，这为硬岩截割提供了一种新的解决办法。图1、2为2种不同盘径的圆盘截割刀具。这种圆盘截割刀具采用滚压破岩原理，不仅可以提高掘进机截割硬岩的能力，而且还可以增加截割头的寿命。经研究人员测试发现，小盘径圆盘截割刀具的切痕较小.微型盘达到相同切割深度所需的力比普通盘形截割刀具要小得多，而且小盘径圆盘截割刀具还具有体积小、重量轻、易操作等特点。因此，小盘径圆盘截割刀具的研制，对于扩大煤矿掘进机使用范围、提高硬岩截割能力具有重大意义。
2、辅助切割。为了提高煤矿掘进机的截割效率，在辅助截割方面进行了大量的研究。目前，较成功的有高压水和冲击振动辅助截割2种方式。高压水辅助截割是在机械截割中利用高压水射流辅助截割的一种合成岩石破碎技术，具有冷却截齿、减少截齿磨损量（约30%）、减小截割力（约25%）、粉尘生成最少等优点。
冲击振动辅助戡割是一种利州惯性原理，通过在普通的煤矿掘进机截割机构部分增加一激振部件，利川啶频率和振幅的冲击来改善戡割效果，以提高掘进机截割能力的一种新技术。我同是掌握这一技术爿：成功应用于掘进机、形成小批量生产的唯t国家。任ELMB—75c型掘进机上的使用表明，通过使用该机构，掘进机的破岩效率可提高30%以上。同时，掘进比能耗显著降低。
3、双速截割。对大功率掘进机来说，当截割煤层时，固截割阻力较小，这时需要提高截割速度来提高生产率；当截割岩石时，截割阻力较大，为避免截割电机过载，同叫也为减少截齿损耗，这时虚降低截割速度，同时增大截割单刀力。目前掘进机采用的截割调速方式有3种：一是采用恒扭矩双速电机，这种疗式的缺点是高低速时输出的扭矩基本一致，无法在低速截割岩右时提高截割力；二是采用机械变速，这种方式在低速时可以提供更大的截割力，但山于采用的是更换减速箱齿轮的方式，变速困难、劳动强度大且容易污染减速箱；三是采用恒功率双速截割电机，这种方式采用电机调述，调速方便，且高、低速时电机功率恒定不变，低速时单刀力增大一倍，提高了机器的破岩能力。
煤科总院太原研究院研制的EBZ160TY型掘进机首次采用了这种截割电机，低速时该机的平均单刀力可达7200N，足同类机型的1.5-2倍，整机截割能力明显加强，使用效果良好。
二.负载反馈调速技术
切割牵引速度是煤矿掘进机的个重要工况参数，合理的切割牵引速度不仪与掘进机自身参数有关，还与煤岩硬度、钻人深度和切削厚度有关，负载反馈调速技术就是利用比例多路换向阀、变量泵—负载反馈无级调速，合理调整切割牵引速度，有效地减少功率损耗，降低液压系统发热，延长液压元部件使用寿命，使掘进机能可靠地工作。EBZ16TmlY型掘进机就是采用了恒功率变量泵和比例多路换向阀等液压元部件，实现了牵引无级调速，提高了整机性能。
三、履带内藏式行星减速器技术
煤矿掘进机的行走机构是主机很重要的一大部件，它承担着主机在作业过程中的行走、调动任务。煤矿掘进巷道可利用的有效空间有限，从而限制了整机高度，传统的履带减速器体积大，占用空间多、影响地隙且传动效率低。履带内藏式行星减速器传动具有占用空间小，效率高、机器通过性好等优点，已成功地应用于工程机械，如挖掘机等。将其应用于结构空间受限的煤矿掘进机，从性能上具有传动比大、传动效率高、程技术输出转矩大等优点，从结构上具有体积小、重量轻等特点。
四、工况监控技术
掘进机工况监控技术包括掘进机工况监测、故障渗断两方面。通过对供电电压、电动机负荷和温升、液压系统油压、油量、污染、减速器油温、油液污染和轴承温度等的监测，最大限度地保证设备在最佳状态下工作；在设备发生故障时，可及时发现故障原因并予以纠正。新推出的掘进机已实现了推进方向和断面监控、电机功率自动调节、离机遥控操作及工况监测和故障诊断，部分掘进机实现了PLC模拟量处理功能对回路的循环检测，提供了更方便的人机汉显操作系统。
五、配套技术
巷道的综合机械化掘进是一项系统工程，制约煤矿巷道快速掘进的主要因素并不是掘进机本身的掘进能力，而是支护和其它辅助工序。
l、配套转载技术。运输技术的落后是制约掘进技术发展的重要因素之一。目前，国内掘进机通过采用桥式转载机与带式输送机的配套使用.实现了掘进机的连续工作。另外，通过白移式转载机的研究，实现连续运输和刮断运输两个基本配套运输模式，以满足不同的运输要求。
2、配套锚杆支护技术。支护作业与掘进作业不同步是影响快速掘进的主要因素之一。锚杆支护技术作为先进的支护技术，具有工艺简单、工效高、巷道断面利用率大、材料消耗低、支护速度快、支护成本低等优势，但是无法解决掘进、支护的同步问题。机载锚杆具有功率大、钻孔能力强、功能齐全、适用范围广、可自带动力、操作安全等优点，最重要的是机载锚杆支护技术能从根本上解决掘进、支护不同步问题，提高掘进生产率。
3、配套机载除尘技术。掘进工作面的除尘问题在我国一直无法得到有效解决。煤矿井巷掘进工作面是粉尘生成量大而集中的工作场地。岩石掘进工作面产生的岩尘含游离的二氧化硅一般可达30%—70%，掘进打眼产生的呼吸性粉尘可达到90%以L，锚喷作业的附加粉尘飞扬严重。所以，岩石掘进工作面成为矽肺病危险性最大的地点。目前，我国掘进工作丽采用的除尘方式主要是喷雾除尘，这种方式可靠性差、效果不理想，除尘效率最高只能达到60%—70%。为了改善掘进工作面环境，太原研究院与德国CFT公司共同研制开发了一套适合中国国情的掘进工作面高教除尘系统，该系统的除尘效率可达到99.4%，除尘技术达到国际先进水平。
[关键词] 煤矿采掘 高效技术
中图分类号： TD263；
煤矿掘进机技术的发展除取决于实际生产需要外，还受基础工业水平及技术可行性的影响。随着我国工业技术水平的提高和煤矿掘进机技术开发方面经验的积累，各种新技术和新成果也将逐步应用于煤矿掘进机上。
一，截侧技术
l、截割头的设计。截割头的设计应满足以下要求：切削效率高，受力均匀，稳定性好，刀具消耗小。而要达到这些要求，主要的设计准则就是，每个刀具在截割头旋转一周时能够切削下相同的物料。随着设计工具的改善和設计手段的提高，各种CAD、CAE软件的普遍使用，可利用三维造型的方便功能结合传统的截割头设计理论，进一步优化截割头设计。
目前，掘进机上主要使用的是带合金头的镐彤截齿。尽管研究人员对镐形截齿进行了深人研究，制造工艺也有了极_大的改善，通过采用新的焊接技术，增大合金头直径和提高截齿头部抗磨性等新方法大大改善了镐形截齿的耐用性。但是，仍然解决不了镐形截齿无法经济截割硬岩的缺点。各国科学家为了寻求更高效的截割刀具而进行了深入的研究。美国科罗拉多矿业大学在此方面的研究取得了进展，他们的地质机械研究院开发出一种新型刀具圆盘截割刀，并且在硬岩掘进中成功应用，这为硬岩截割提供了一种新的解决办法。图1、2为2种不同盘径的圆盘截割刀具。这种圆盘截割刀具采用滚压破岩原理，不仅可以提高掘进机截割硬岩的能力，而且还可以增加截割头的寿命。经研究人员测试发现，小盘径圆盘截割刀具的切痕较小.微型盘达到相同切割深度所需的力比普通盘形截割刀具要小得多，而且小盘径圆盘截割刀具还具有体积小、重量轻、易操作等特点。因此，小盘径圆盘截割刀具的研制，对于扩大煤矿掘进机使用范围、提高硬岩截割能力具有重大意义。
2、辅助切割。为了提高煤矿掘进机的截割效率，在辅助截割方面进行了大量的研究。目前，较成功的有高压水和冲击振动辅助截割2种方式。高压水辅助截割是在机械截割中利用高压水射流辅助截割的一种合成岩石破碎技术，具有冷却截齿、减少截齿磨损量（约30%）、减小截割力（约25%）、粉尘生成最少等优点。
冲击振动辅助戡割是一种利州惯性原理，通过在普通的煤矿掘进机截割机构部分增加一激振部件，利川啶频率和振幅的冲击来改善戡割效果，以提高掘进机截割能力的一种新技术。我同是掌握这一技术爿：成功应用于掘进机、形成小批量生产的唯t国家。任ELMB—75c型掘进机上的使用表明，通过使用该机构，掘进机的破岩效率可提高30%以上。同时，掘进比能耗显著降低。
3、双速截割。对大功率掘进机来说，当截割煤层时，固截割阻力较小，这时需要提高截割速度来提高生产率；当截割岩石时，截割阻力较大，为避免截割电机过载，同叫也为减少截齿损耗，这时虚降低截割速度，同时增大截割单刀力。目前掘进机采用的截割调速方式有3种：一是采用恒扭矩双速电机，这种疗式的缺点是高低速时输出的扭矩基本一致，无法在低速截割岩右时提高截割力；二是采用机械变速，这种方式在低速时可以提供更大的截割力，但山于采用的是更换减速箱齿轮的方式，变速困难、劳动强度大且容易污染减速箱；三是采用恒功率双速截割电机，这种方式采用电机调述，调速方便，且高、低速时电机功率恒定不变，低速时单刀力增大一倍，提高了机器的破岩能力。
煤科总院太原研究院研制的EBZ160TY型掘进机首次采用了这种截割电机，低速时该机的平均单刀力可达7200N，足同类机型的1.5-2倍，整机截割能力明显加强，使用效果良好。
二.负载反馈调速技术
切割牵引速度是煤矿掘进机的个重要工况参数，合理的切割牵引速度不仪与掘进机自身参数有关，还与煤岩硬度、钻人深度和切削厚度有关，负载反馈调速技术就是利用比例多路换向阀、变量泵—负载反馈无级调速，合理调整切割牵引速度，有效地减少功率损耗，降低液压系统发热，延长液压元部件使用寿命，使掘进机能可靠地工作。EBZ16TmlY型掘进机就是采用了恒功率变量泵和比例多路换向阀等液压元部件，实现了牵引无级调速，提高了整机性能。
三、履带内藏式行星减速器技术
煤矿掘进机的行走机构是主机很重要的一大部件，它承担着主机在作业过程中的行走、调动任务。煤矿掘进巷道可利用的有效空间有限，从而限制了整机高度，传统的履带减速器体积大，占用空间多、影响地隙且传动效率低。履带内藏式行星减速器传动具有占用空间小，效率高、机器通过性好等优点，已成功地应用于工程机械，如挖掘机等。将其应用于结构空间受限的煤矿掘进机，从性能上具有传动比大、传动效率高、程技术输出转矩大等优点，从结构上具有体积小、重量轻等特点。
四、工况监控技术
掘进机工况监控技术包括掘进机工况监测、故障渗断两方面。通过对供电电压、电动机负荷和温升、液压系统油压、油量、污染、减速器油温、油液污染和轴承温度等的监测，最大限度地保证设备在最佳状态下工作；在设备发生故障时，可及时发现故障原因并予以纠正。新推出的掘进机已实现了推进方向和断面监控、电机功率自动调节、离机遥控操作及工况监测和故障诊断，部分掘进机实现了PLC模拟量处理功能对回路的循环检测，提供了更方便的人机汉显操作系统。
五、配套技术
巷道的综合机械化掘进是一项系统工程，制约煤矿巷道快速掘进的主要因素并不是掘进机本身的掘进能力，而是支护和其它辅助工序。
l、配套转载技术。运输技术的落后是制约掘进技术发展的重要因素之一。目前，国内掘进机通过采用桥式转载机与带式输送机的配套使用.实现了掘进机的连续工作。另外，通过白移式转载机的研究，实现连续运输和刮断运输两个基本配套运输模式，以满足不同的运输要求。
2、配套锚杆支护技术。支护作业与掘进作业不同步是影响快速掘进的主要因素之一。锚杆支护技术作为先进的支护技术，具有工艺简单、工效高、巷道断面利用率大、材料消耗低、支护速度快、支护成本低等优势，但是无法解决掘进、支护的同步问题。机载锚杆具有功率大、钻孔能力强、功能齐全、适用范围广、可自带动力、操作安全等优点，最重要的是机载锚杆支护技术能从根本上解决掘进、支护不同步问题，提高掘进生产率。
3、配套机载除尘技术。掘进工作面的除尘问题在我国一直无法得到有效解决。煤矿井巷掘进工作面是粉尘生成量大而集中的工作场地。岩石掘进工作面产生的岩尘含游离的二氧化硅一般可达30%—70%，掘进打眼产生的呼吸性粉尘可达到90%以L，锚喷作业的附加粉尘飞扬严重。所以，岩石掘进工作面成为矽肺病危险性最大的地点。目前，我国掘进工作丽采用的除尘方式主要是喷雾除尘，这种方式可靠性差、效果不理想，除尘效率最高只能达到60%—70%。为了改善掘进工作面环境，太原研究院与德国CFT公司共同研制开发了一套适合中国国情的掘进工作面高教除尘系统，该系统的除尘效率可达到99.4%，除尘技术达到国际先进水平。