全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀等寿命布置理论

全断面岩石掘进机刀盘上每个安装半径一般只安装1把盘形滚刀,从而造成不同安装半径的盘形滚刀在全断面岩石掘进机掘进相同距离时磨损不同。在刀盘上安装半径越大,磨损越快,导致盘形滚刀检测与更换频繁,严重影响了全断面岩石掘进机利用率。通过实际工程统计发现,80%以上的盘形滚刀消耗量是正常磨损造成的;深入的理论和应用研究发现,盘形滚刀的磨损与其破岩点在岩石中走过的弧长高度相关。据此提出了刀盘上盘形滚刀破岩点在刀盘转一圈的情况下,其在岩石中走过的弧长应相等的安装理论。理论研究证明,这样安装盘形滚刀可基本实现全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀的同步磨损,从而实现全断面岩石掘进机刀盘上盘形滚刀的等寿命布置。     

全断面岩石掘进机非连续刀盘形变理论及应用研究

全断面岩石掘进机破岩作业过程中,刀盘的弹性变形是振动大、盘形滚刀破岩作业效能下降的主要原因之一。在分析刀盘结构的基础上,提出并建立了全断面岩石掘进机刀盘的弹性变形模型;考虑刀盘中心一般设置中心滚刀,从而将刀盘看成非连续弹性薄板,并以刀盘支撑为夹支及其边缘自由为边界条件,对刀盘弹性变形模型进行了求解。通过实例应用,发现了全断面岩石掘进机破岩作业过程刀盘弹性变形的不均匀性,从而提出了曲面刀盘的概念并提出此曲面刀盘可在刀盘设计、研制过程中实现,从而为增加刀盘刚度、降低全断面岩石掘进机破岩作业振动及提高盘形滚刀破岩作业效能的刀盘设计提供了借鉴。     

全断面岩石掘进机盘形滚刀破岩机理的探讨

根据全断面岩石掘进机盘形滚刀的工作过程，建立了破岩模型，推导出岩石剥落角，提出了盘形滚刀的破岩是以剪切为主，其次为挤压和张拉，并得到了压痕实验的充分验证。     

锥面刀盘上盘形滚刀破岩曲线的确定及应用

锥面刀盘是全断面岩石掘进机所用的刀盘形式之一。刀盘形式对其上的破岩刀具的破岩工作状况有一定影响,这可通过对其上的盘形滚刀破岩刃的运动轨迹反映出来。通过对锥面刀盘上盘形滚刀工作状况的分析,建立锥面刀盘上盘形滚刀的运动模型,进而给出其破岩工作刃上破岩点的轨迹曲线,从而分析其工作破岩点的侧滑、轨迹曲线长度及破岩时任意点的运动速度,这不仅是了解锥面刀盘上盘形滚刀破岩石机理的基础,也是全断面岩石掘进机刀盘的选形设计所必需的基础理论。1破岩曲线的确定锥面刀盘上盘形滚刀的工作示意图见图1。设A'为盘形滚刀破岩工作刃上…     

岩石掘进机盘形滚刀前倾及内倾安装的理论探讨

通过对全断面岩石掘进机正安装盘形滚刀破岩过程的分析，提出在刀盘上采用前倾安装或内倾安装的盘形滚刀，对提高盘刀寿命及其破岩效率有一定现实意义。     

全断面岩石掘进机盘形滚刀刃宽和刃角设计方法的探讨

盘形滚刀是全断面岩石掘进机破岩刀具,由于作业环境恶劣,因此寿命较低,是研究的热点。通过将盘形滚刀看成是径向纤维组织组成的盘形构件,且沿整个盘形滚刀刃的受力情况与正在破岩的弧段刃一样,构建了盘形滚刀破岩的工程力学模型。该模型解刃宽与某引进17英寸盘形滚刀完全一致;模型解刃角偏小,其相对误差为20%。将盘形滚刀刃展开,并假设为无限长楔形体,全楔顶受力等同于正在破岩的弧段刃,据此构建了盘形滚刀刃破岩的弹性力学模型,该模型解刃角偏大,与某引进17英寸盘形滚刀刃角相比,相对误差为38.3%。上述研究方法和研究结论可为盘形滚刀设计理论的建立提供借鉴。     

全断面掘进机（TBM1）刀盘总推进力的分析计算

全断面岩石掘进机（TBM）是靠旋转的刀盘带动盘形滚刀，利用盘形滚刀的旋转挤压作用破岩的。TBM掘进系统主要由刀盘、刀盘驱动系统和推进系统等组成，刀盘总推进力的大小决定了TBM的掘进效率，是TBM最重要的参数之一。     

碳化钨颗粒堆焊材料的应用

1.前言在破岩刀具上堆焊碳化钨(WC)硬质合金颗粒耐磨层已得到应用,如竖井钻机楔齿滚刀,全断面岩巷掘进机的盘形滚刀等。但由于缺乏对堆焊层的组织结构,WC颗粒在施焊过程中的冶金过程作深层的研究,使得堆焊后的刀具的耐磨性并不很高。研究其原因,关键在于施焊过程中WC颗粒的熔化烧损,使其有效尺寸减小和丧失应有的高硬度。笔者经过多年试验,从碳化钨颗粒的化学成份、堆焊过程中火焰对碳化钨颗粒的影响及淬火温度对颗粒硬度、耐磨性的作用等方面进行了研究和试验,使这项技     

掘进机喷雾系统过滤器的设计与改进

掘进机在掘进工作面的作业过程中,喷雾灭尘的效果好坏直接影响着现场工作环境和现场员工的身体健康。为了减少现场操作员工患病的风险,在掘进工作面环境的特殊性情况下,对掘进机喷雾除尘系统的要求越来越高。为此,通过对现有的掘进机喷雾系统分析研究,在原掘进机喷雾系统过滤器的基础上设计研究加装反冲洗装置以达到更好的灭尘效果。     

盘形滚刀布置参数的探讨

岩石掘进机发展至今,世界各国的大部份机器都采用了盘形滚刀破碎岩石。掘进机的掘进速度、破岩效果和运行费用等,都和盘形滚刀及其布置参数密切相关。本文就其主要参数——刀间距、偏角和倾角,进行讨论分析。     

高压水射流在断面掘进机设计中的应用

当前国内外研制的部分断面掘进机均设有用于灭尘的水系统.它的主要功能是降低掘进机工作时的粉尘浓度、冷却截齿、防止煤尘火花爆炸及改善井下工作环境.随着科学技术的不断发展,高压水射流技术已广泛应用于部分断面掘进机水系统的设计.目前国内已实现利用高压水射流进行有效地灭尘,国外发展到高压水射流辅助截割破岩,从而解决了由于无法截割硬度较大岩石而采取的增加掘进机截割功率和加大机器重量的问题.     

基于CSM模型的TBM滚刀的计算力学模型与求解

以岩石断裂力学和CSM预测模型为理论基础,深入分析了全断面岩石掘进机滚刀的破岩机理,并基于实际的施工过程,对滚刀进行了受力分析。通过对CSM预测模型的系统推导,提出了计算滚刀所受到的各个载荷的一般方法,并通过实例计算对滚刀所受载荷进行了量化研究,与实际测量数据进行对比,证明CSM模型可以替代试验方法计算全断面掘进机滚刀的受力情况,为全断面岩石掘进机的性能预测以及滚刀设计提供了理论依据。     

国外高压水细射流在掘进机上的应用

掘进机能将巷道全断面一次掘成,实现了采、装、运、支等工序的综合机械化,但现有的岩石掘进中,由于使用的刀具只限于挖掘中硬岩,对于硬岩则会使刀具急剧磨损,从而影响了掘进速度和成本。如铣削式掘进机的割刀,当岩石抗压强度大于1000公斤/厘米~2时,由于割刀磨损得太厉害,这类掘进机就不适用了。对于滚压式掘进机使用的盘形滚刀,虽然可以适应稍硬一些的岩石,但如果岩石抗压强度超过2000公斤/厘米~2以上的中硬岩石,该机也不能经济而有效地工作。为了使岩石掘进机能经济地在硬岩中工     

岩石掘进机盘形滚刀破岩曲线的表示方法及应用

给出了岩石掘进机盘形滚刀破岩曲线的概念,并进行了定量描述,可为深入认识盘形滚刀的破岩状况及进行盘形滚刀的寿命预测提供理论参考。     

TBM在隧道掘进中应用

全断面岩石掘进机又称隧洞或隧道掘进机。是一种靠旋转并向前推进刀盘，然后通过盘形滚刀破碎岩石而使隧洞全断面一次盛开有的大型工程机械。山西引黄工程总干线使用ＴＢＭ进行引水隧洞掘进，是继甘肃引水入秦工程使用ＴＢＭ后的国内第二个工程。     

煤矿全断面岩巷掘进机开发应用与发展

为了解决煤矿开采中岩石巷道快速掘进问题,提出应研制高效智能的全断面岩巷掘进机。煤矿全断面岩巷掘进机是集全断面连续截割、支护技术、自动定位、无线遥控技术、快速装运和机械除尘等功能,实现掘、支、运一体化的快速岩巷掘进的装备。它不仅能够提高煤矿建井速度,而且能够实现煤矿高产高效安全集约化生产,为煤矿科学开采、绿色开采和可持续发展创造了条件。详细介绍了20世纪80年代我国煤矿岩巷掘进中全断面岩巷掘进机国产化工程和产品的应用情况,以及21世纪的煤矿全断面岩巷掘进机发展、应用和趋势,指出国产化、煤矿化和专业化是煤矿全断面岩巷掘进机的发展方向,产品成套化、系统化、系列化、自动化、智能化和市场化是发展趋势,煤炭精准开采、化学开采和新能源的发展是新的应用要求,可为数字煤矿和智慧煤矿及煤炭革命打下基础,对我国深层煤炭资源开发具有重大意义。     

国外全断面掘进机的发展现状

国外全断面掘进机的发展现状煤炭科研总院上海分院庄仪兴１对复杂的地质条件适应性越来越强（１）能在硬岩中掘进：由于主机功率、推力及盘形滚刀直径的增大，使掘进机能在岩石抗压强度达３００ＭＰａ的花岗岩、片麻岩、硬石英岩中掘进。美国加尼亚州水电隧道、抗压强度达...     

岩石跃进破碎特性的研究

分析破岩机械的设计理论，笔者发现对岩石破碎特点及其应用的研究尚不够深入。为此制作了岩石试件，并以全断面岩石掘进机盘形滚刀为破岩刀具进行了压痕试验。试验结果显示，岩石第一次跃进破碎参数收敛性较好，尽管岩石第二次、第三次跃进破碎参数较发散，但是基于岩石跃进破碎规律建立的盘形滚刀预测公式仍较其它预测公式精确。文中还就岩石跃进破碎特点在破岩机械设计、研究上的应用进行了探讨。     

硬岩掘进机截割部主轴承选型

掘进机是巷道掘进和隧道施工的主要设备,它具有截割、装载、装运、独立行走、喷雾降尘的功能。根据所掘断面的形状划分,可分为部分断面掘进机和全断面掘进机;根据截割对象的性质划分,可分为煤巷掘进机、半煤巷掘进机和岩巷掘进机三种;根据截割头的布置方式划分,部分端面掘进机可分为纵轴式和横轴式。掘进机主要由截割机构、装载机构、转运机构、行走机构、机架及回转台、液压系统、冷却喷雾系统等部分组成。目前在国内,悬臂纵轴式掘进机在煤矿行业得到广泛的应用。其中,截割功率一般从200 k W到360 k W,硬岩掘进机得到了比较大的发展。国内如佳木斯煤机、三一重装、上海创力、林州重机及北方交通重工等一大批公司在硬岩掘进机方面都取得了比较大的成功。     

大断面全岩巷综掘工作面泡沫降尘技术

为了解决大断面全岩巷综掘工作面高浓度粉尘问题,结合大断面岩巷综掘工作面产尘特点,在对大断面岩巷综掘工作面综掘机截割破岩的过程分析后,利用Fluent软件,对大断面岩巷综掘工作面粉尘运动场进行数值模拟,并分析了粉尘运动规律及粉尘浓度分布情况,依据泡沫降尘原理,设计了大断面岩巷综掘工作面泡沫降尘工艺系统,并在淮北朱仙庄煤矿北翼胶带运输大巷大断面岩巷综掘工作面进行了现场应用。结果表明,综掘岩尘主要集中在综掘工作面回风侧,在尘源下风向的某一回风侧浓度达到最大;泡沫降尘工艺系统制备的泡沫能包裹综掘机截割头,覆盖岩壁达到提前润湿岩体,减少和抑制粉尘的产生,同时又能阻断已产生粉尘的扩散通道,对全尘和呼吸性粉尘的平均降尘效率分别为86.2%和84.4%,是水喷雾降尘效率的3.6倍和4.6倍,取得了理想的降尘效果。