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摘要：本文首先对煤矿巷道掘进机的应用前景进行阐述，然后总结了我国轻型掘进机、中型掘进机、重型掘进机，以及掘进机机载技术的发展现状，最后以悬臂式掘进机为例提出我国煤矿巷道掘进机的发展趋势及技术难点，以期为煤矿巷道掘进机发展提供一定的指导。
关键词：煤矿；掘进机；现状；趋势
【分类号】：TD632
1 引言
掘进机是用于开凿煤矿井下巷道的设备，分为开敞式掘进机和护盾式掘进机，主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的截割头不断破碎岩石，并由装运机构运输。掘进机设备有安全、高效和成巷质量好等优点，但造价大，构造复杂，损耗也较大。我国是产煤大国，各大小煤矿众多。随着国家对煤矿开采的安全问题的关注，未来逐步实现完全机械化生产成为可能，这必然将进一步增加煤矿掘进机的需求增长[1]。本文主要以煤矿井下的悬臂式掘进机为对象，对我国掘进机的发展现状和趋势进行分析，为我国掘进机行业发展提供一定的指导。
2我国掘进机发展现状
2.1轻型掘进机
轻型掘进机主机的重量一般不大于25t，主要用于煤岩普氏硬度系数f≤4的煤巷掘进。机型以EBZ50TY和EBZ55等机型为主，EBZ55掘进机如图1所示，国内轻型掘进机主要生产厂家包括佳木斯煤矿机械有限公司、石家庄煤矿机械有限公司等。新一代的轻型掘进机除截割机构外，其余部件均采用液压驱动，电控系统采用PLC可编程控制器，机器可靠性大大提高。但由于轻型掘进机截割能力、截割效率的限制，其使用范围受到限制，年产量在逐步下降，目前一般主要用于地方中小煤矿的煤巷掘进。
图1 EBZ55掘进机
2.2 中型掘进机
中型掘進机是是我国煤矿井下使用最为广泛的掘进设备，它的主机重量一般不大于50t，主要用于煤岩普氏硬度系数f≤6的煤巷及半煤岩掘进。机型以EBJ-120TP、EBZ150等机型为主，具有机身矮、重心低、结构紧凑、可靠性高、操作简单和维护方便的特点。该机型的生产厂家众多，一般掘进机制造企业都生产中型掘进机，其中以石家庄煤矿机械有限公司、三一重型装备有限公司等品牌掘进机使用较为广泛。
2.3 重型掘进机
重型掘进机机重小于80t，主要用于煤岩普氏硬度系数f≤8的半煤岩巷掘进[2]，以EBZ160TY、EBZ220、EBZ200、EBZ200H等机型为主。重型掘进机实现了双速截割技术、恒功率变量液压技术以及PLC模拟量控制技术等多项关键技术的创新。这些关键技术的解决，极大地推动了国内重型掘进机研制技术的发展。此外我国超重型掘进机研制尚处于初步阶段，虽然取得一定的研究成果，但超重型掘进机仍然主要依赖进口。
2.4 掘进机机载集成技术
随着科学技术的发展，煤矿井下巷道对掘进设备的自动化、远程操控以及随机锚杆支护等提出更高的要求。
目前部分掘进机机载锚钻系统通过掘进及锚杆支护装备的一体化设计如图2所示，实现掘进支护的交叉作业。目前，机载锚钻系统难以解决掘进和支护工序的同步，掘进机的单机成巷效率甚至降低，掘进机的整机性能也受到锚钻系统的影响，降低了掘进效率。因此，掘进机机载锚钻系统目前尚处于试验阶段，无法大范围推广使用。
掘进机自动控制系统是对掘进机推进方向监控、全功能遥控、智能监测、预报型故障诊断、记忆截割、数据远程传输等系统的总称，图3为基于CAN总线的控制系统[3]。目前，掘进机全功能遥控技术已经成熟，但其余自动控制技术尚处于研究的起步阶段。国家“十二五”规划期间，对掘进机的自动控制技术方面提供了大量的科研资金用于解决掘进机自动控制问题。
图2 机载锚钻系统 图3 CAN总线控制系统
3重型掘进机的发展趋势
对国内外悬臂式掘进机的使用效果来看，以悬臂式重型掘进机为例来概述我国重型掘进机的发展趋势：
研究新型刀具，改善截割技术：为了提高掘进机截割岩石的能力，需要对截割刀具进行深入的研究，制约重型掘进机的主要因素是截齿，截齿的好坏与使用寿命的长短直接影响掘进机的经济性。研究新的截割技术或破岩方法，例如高压水射流辅助机械破岩，降低了截齿的温度，而且也降低了粉尘的生成量、提高了截齿的截割能力、降低了截齿的消耗。
提高工作稳定性和可靠性。要采用矮型化、紧凑化的设计、先进的制造技术、完善的维护方式，并在掘进机的两侧增设稳定器，从而提高掘进机的可靠性和稳定性。
应用和发展自动控制技术：采用计算机科学技术，研制高可靠性的煤矿巷道自动成型、掘进机远程操控、故障诊断等智能系统。例如，对电压、油压、温差、油液污染等的监测，对机组的运行状况进行监控，保证机器在最佳状态下工作，从而及早发现故障，并尽快排除，缩短停机时间，从而延长掘进机的使用寿命，提高生产率。
锚掘机组一体化：研制集切割、装运、行走、锚杆支护、机载、除尘等功能为一体掘进机和锚杆支护一体机，实现巷道的快速掘进和锚杆支护同步操作，提高了掘进速度和工作效率。
4 结论
在对掘进机在煤矿巷道掘进行业的应用前景阐述的基础上，对我国的轻型掘进机、中型掘进机、重型掘进机，以及掘进机机载技术的发展现状进行分析，以悬臂式掘进机为例总结了我国掘进机的发展趋势及待客服的技术难点，为我国掘进机行业的发展提供一定的指导。
参考文献
[1] 国宇祥信息产业研究中心.煤矿掘进机项目可行性研究报告[R]. http：//www.chinacir.com.cn/xmkybg/ebhbbggb.shtml.
[2] 王虹. 我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[J].煤炭科学技术，2010.1.
[3] 基于CAN总线的掘进机悬臂控制系统[R]. http：//www.zidh.com/PLC/othersPLC/YY
关键词：煤矿；掘进机；现状；趋势
【分类号】：TD632
1 引言
掘进机是用于开凿煤矿井下巷道的设备，分为开敞式掘进机和护盾式掘进机，主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进，工作机构中的截割头不断破碎岩石，并由装运机构运输。掘进机设备有安全、高效和成巷质量好等优点，但造价大，构造复杂，损耗也较大。我国是产煤大国，各大小煤矿众多。随着国家对煤矿开采的安全问题的关注，未来逐步实现完全机械化生产成为可能，这必然将进一步增加煤矿掘进机的需求增长[1]。本文主要以煤矿井下的悬臂式掘进机为对象，对我国掘进机的发展现状和趋势进行分析，为我国掘进机行业发展提供一定的指导。
2我国掘进机发展现状
2.1轻型掘进机
轻型掘进机主机的重量一般不大于25t，主要用于煤岩普氏硬度系数f≤4的煤巷掘进。机型以EBZ50TY和EBZ55等机型为主，EBZ55掘进机如图1所示，国内轻型掘进机主要生产厂家包括佳木斯煤矿机械有限公司、石家庄煤矿机械有限公司等。新一代的轻型掘进机除截割机构外，其余部件均采用液压驱动，电控系统采用PLC可编程控制器，机器可靠性大大提高。但由于轻型掘进机截割能力、截割效率的限制，其使用范围受到限制，年产量在逐步下降，目前一般主要用于地方中小煤矿的煤巷掘进。
图1 EBZ55掘进机
2.2 中型掘进机
中型掘進机是是我国煤矿井下使用最为广泛的掘进设备，它的主机重量一般不大于50t，主要用于煤岩普氏硬度系数f≤6的煤巷及半煤岩掘进。机型以EBJ-120TP、EBZ150等机型为主，具有机身矮、重心低、结构紧凑、可靠性高、操作简单和维护方便的特点。该机型的生产厂家众多，一般掘进机制造企业都生产中型掘进机，其中以石家庄煤矿机械有限公司、三一重型装备有限公司等品牌掘进机使用较为广泛。
2.3 重型掘进机
重型掘进机机重小于80t，主要用于煤岩普氏硬度系数f≤8的半煤岩巷掘进[2]，以EBZ160TY、EBZ220、EBZ200、EBZ200H等机型为主。重型掘进机实现了双速截割技术、恒功率变量液压技术以及PLC模拟量控制技术等多项关键技术的创新。这些关键技术的解决，极大地推动了国内重型掘进机研制技术的发展。此外我国超重型掘进机研制尚处于初步阶段，虽然取得一定的研究成果，但超重型掘进机仍然主要依赖进口。
2.4 掘进机机载集成技术
随着科学技术的发展，煤矿井下巷道对掘进设备的自动化、远程操控以及随机锚杆支护等提出更高的要求。
目前部分掘进机机载锚钻系统通过掘进及锚杆支护装备的一体化设计如图2所示，实现掘进支护的交叉作业。目前，机载锚钻系统难以解决掘进和支护工序的同步，掘进机的单机成巷效率甚至降低，掘进机的整机性能也受到锚钻系统的影响，降低了掘进效率。因此，掘进机机载锚钻系统目前尚处于试验阶段，无法大范围推广使用。
掘进机自动控制系统是对掘进机推进方向监控、全功能遥控、智能监测、预报型故障诊断、记忆截割、数据远程传输等系统的总称，图3为基于CAN总线的控制系统[3]。目前，掘进机全功能遥控技术已经成熟，但其余自动控制技术尚处于研究的起步阶段。国家“十二五”规划期间，对掘进机的自动控制技术方面提供了大量的科研资金用于解决掘进机自动控制问题。
图2 机载锚钻系统 图3 CAN总线控制系统
3重型掘进机的发展趋势
对国内外悬臂式掘进机的使用效果来看，以悬臂式重型掘进机为例来概述我国重型掘进机的发展趋势：
研究新型刀具，改善截割技术：为了提高掘进机截割岩石的能力，需要对截割刀具进行深入的研究，制约重型掘进机的主要因素是截齿，截齿的好坏与使用寿命的长短直接影响掘进机的经济性。研究新的截割技术或破岩方法，例如高压水射流辅助机械破岩，降低了截齿的温度，而且也降低了粉尘的生成量、提高了截齿的截割能力、降低了截齿的消耗。
提高工作稳定性和可靠性。要采用矮型化、紧凑化的设计、先进的制造技术、完善的维护方式，并在掘进机的两侧增设稳定器，从而提高掘进机的可靠性和稳定性。
应用和发展自动控制技术：采用计算机科学技术，研制高可靠性的煤矿巷道自动成型、掘进机远程操控、故障诊断等智能系统。例如，对电压、油压、温差、油液污染等的监测，对机组的运行状况进行监控，保证机器在最佳状态下工作，从而及早发现故障，并尽快排除，缩短停机时间，从而延长掘进机的使用寿命，提高生产率。
锚掘机组一体化：研制集切割、装运、行走、锚杆支护、机载、除尘等功能为一体掘进机和锚杆支护一体机，实现巷道的快速掘进和锚杆支护同步操作，提高了掘进速度和工作效率。
4 结论
在对掘进机在煤矿巷道掘进行业的应用前景阐述的基础上，对我国的轻型掘进机、中型掘进机、重型掘进机，以及掘进机机载技术的发展现状进行分析，以悬臂式掘进机为例总结了我国掘进机的发展趋势及待客服的技术难点，为我国掘进机行业的发展提供一定的指导。
参考文献
[1] 国宇祥信息产业研究中心.煤矿掘进机项目可行性研究报告[R]. http：//www.chinacir.com.cn/xmkybg/ebhbbggb.shtml.
[2] 王虹. 我国煤矿巷道掘进技术和装备的现状与发展[J].煤炭科学技术，2010.1.
[3] 基于CAN总线的掘进机悬臂控制系统[R]. http：//www.zidh.com/PLC/othersPLC/YY