在煤炭、金屬礦等地下資源開采領(lǐng)域,礦用掘進機憑借其高效、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、運輸?shù)裙δ埽@著提升了巷道掘進效率,同時降低了人工風險,推動礦山生產(chǎn)向自動化、綠色化方向發(fā)展。
一、功能與技術(shù)架構(gòu)
礦用掘進機集多項核心功能于一體,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
掘進機配備大功率截割電機和高強度截齒,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,實現(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。懸臂式掘進機則通過旋轉(zhuǎn)切割頭靈活破碎巖石,提升開挖效率。
2. 智能控制與自動化
現(xiàn)代掘進機普遍采用PLC控制系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),支持遠程操控與實時監(jiān)測。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,實現(xiàn)人機分離,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,如掘進機通過復(fù)合定位系統(tǒng)實現(xiàn)截割軌跡誤差小于50mm。
3. 安全與環(huán)保設(shè)計
掘進機配備多重安全裝置,如瓦斯監(jiān)測、緊急制動系統(tǒng),以及防塵降噪技術(shù)。例如,“長壓短抽”通風除塵技術(shù)將掘進面粉塵濃度降低95%以上,改善作業(yè)環(huán)境;徐工TBM的噴淋系統(tǒng)和除塵風機可有效控制粉塵擴散。
二、多元應(yīng)用場景
礦用掘進機廣泛應(yīng)用于各類礦山及隧道工程,展現(xiàn)出強大的環(huán)境適應(yīng)性。
1. 煤礦巷道掘進
在煤礦開采中,掘進機可快速完成煤巷、巖巷的掘進與支,實現(xiàn)安全高效掘進,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),掘進機的靈活性與穩(wěn)定性凸顯價值。江銅銀珠山礦使用TBM掘進3047米,最高日進尺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機取代爆破法,實現(xiàn)采掘機械化率90%以上,大幅降低事故風險。
3. 隧道與特殊工程
掘進機在地鐵、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個月完成5335米掘進任務(wù),平均月進尺517.96米,其小半徑拐彎技術(shù)為同類工程提供了范例。
三、礦用掘進機的優(yōu)勢與行業(yè)價值
掘進機的連續(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),如山東黃金通過遠程操控系統(tǒng)減少井下作業(yè)人員70人,運輸效率提高25%。
掘進機將人員從危險環(huán)境中解放出來,并且可以通過遠程操控,避免操作人員長時間暴露于高粉塵、強震動環(huán)境;TBM施工中人員在護盾下作業(yè),顯著降低頂板坍塌等事故風險。據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù),采用掘進機后,礦山事故率較傳統(tǒng)方法下降60%以上。
隨著技術(shù)迭代,礦用掘進機正朝著智能化、無人化方向邁進。2024年煤礦安全生產(chǎn)標準新增智能化掘進工作面加分項,鼓勵企業(yè)應(yīng)用AI、5G等技術(shù)。礦用掘進機的革新不僅是設(shè)備的升級,更是礦業(yè)生產(chǎn)方式的變革。從傳統(tǒng)爆破到智能掘進,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)展奠定堅實基礎(chǔ)。