第一節(jié) 產(chǎn)品定義、性能及應(yīng)用特點(diǎn)

1、定義

1）截煤機(jī)

截煤機(jī)是在煤層開采中用于煤層截割的工具?？稍谥車諝獾募淄椤⒚簤m、硫化氫、二氧化碳等含量不超過《煤礦安全規(guī)程》所規(guī)定的安全含量的礦井中使用。

2）鑿巖機(jī)

鑿巖機(jī)是用來直接開采石料的工具。它在巖層上鉆鑿出炮眼，以便放入炸藥去炸開巖石，從而完成開采石料或其它石方工程。此外，鑿巖機(jī)也可改作破壞器，用來破碎混凝土之類的堅(jiān)硬層。

3）隧道掘進(jìn)機(jī)

隧道掘進(jìn)機(jī)主要分為兩類，一類用于巖層，稱作硬巖掘進(jìn)機(jī)或TBM；另一類用于土層，需要一邊挖掘一邊形成保護(hù)層，也就是盾構(gòu)。

一般來說，在歐洲，盾構(gòu)也稱為TBM；但在日本和我國，習(xí)慣上將用于軟土地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為盾構(gòu)，將用于巖石地層的隧道掘進(jìn)機(jī)稱為TBM。其實(shí)，TBM就是隧道掘進(jìn)機(jī)的英文“Tunnel Boring Machine”的縮寫，但通常定義中的TBM是指全斷面巖石隧道掘進(jìn)機(jī)，是以巖石地層為掘進(jìn)對象，它與盾構(gòu)的主要區(qū)別就是不具備泥水壓、土壓等維護(hù)掌子面穩(wěn)定的功能。

掘進(jìn)機(jī)施工特別是對于長隧道的施工，較之鉆爆法施工有其顯著的特點(diǎn)：大大降低工人勞動強(qiáng)度，保證施工人員的安全；掘進(jìn)速度快，進(jìn)一步發(fā)展將有達(dá)到自動化的可能等等。在世界科技飛速發(fā)展的今天，掘進(jìn)機(jī)有了廣闊的使用空間。雖然鉆爆法仍是當(dāng)前山嶺隧道施工的最普遍方法，而且掘進(jìn)機(jī)也不能取代鉆爆法施工，但用掘進(jìn)機(jī)施工的隧道數(shù)量不斷增加。

隧道掘進(jìn)機(jī)是一種高智能化，集機(jī)、電、液、光、計(jì)算機(jī)技術(shù)為一體的隧道施工重大技術(shù)裝備。在發(fā)達(dá)國家，使用隧道掘進(jìn)機(jī)施工已占隧道總量的90%以上。由于隧道掘進(jìn)機(jī)的制造工藝復(fù)雜，技術(shù)附加值高，目前國際上只有德國、美國、日本、法國、加拿大等少數(shù)幾個國家的企業(yè)具有能力生產(chǎn)，且造價(jià)高昂。隧道掘進(jìn)機(jī)在國內(nèi)尚處于起步階段，主要依賴進(jìn)口，在國內(nèi)的隧道建設(shè)中，德國和日本在中國的隧道掘進(jìn)機(jī)市場占有率高達(dá)95％以上，處于絕對壟斷地位。

4）非自推進(jìn)的截煤機(jī)、鑿巖機(jī)及隧道掘進(jìn)機(jī)

非自推進(jìn)的截煤機(jī)、鑿巖機(jī)及隧道掘進(jìn)機(jī)屬于采礦、采石設(shè)備。是指在地下或露天環(huán)境中，用于對金屬、煤炭、石油、化工等各種礦石或建筑用石的開采設(shè)備。

其按照是否采用推進(jìn)設(shè)備，可分為自推進(jìn)式與非自推進(jìn)式。所謂自推進(jìn)就是自行走，機(jī)組上動力（包括電動機(jī)、氣液馬達(dá)）除了拖動工作機(jī)械做功外，還能驅(qū)動機(jī)組行走。而非自推進(jìn)則不具備自動走的功能。

2、產(chǎn)品特點(diǎn)及應(yīng)用

非自推進(jìn)設(shè)備的主要特點(diǎn)是主機(jī)結(jié)構(gòu)相對自推進(jìn)設(shè)備較為簡單，設(shè)備體積較小，可適合狹小工作環(huán)境及地下采礦環(huán)境。另外其運(yùn)輸?shù)跹b方便，設(shè)備的運(yùn)輸安裝費(fèi)用較少。在應(yīng)用上，非自推進(jìn)設(shè)備的選擇主要用于工作空間較小，工程量小的環(huán)境，以及一些較為復(fù)雜的環(huán)境中。而自推進(jìn)設(shè)備則主要用于大型工程中，地勢平坦，工作空間大的環(huán)境中。

自推進(jìn)設(shè)備與非自推進(jìn)設(shè)備對比

目前非自推進(jìn)煤截機(jī)、鑿巖機(jī)及隧道掘進(jìn)機(jī)的應(yīng)用已非常廣泛，非自推進(jìn)煤截機(jī)在煤礦礦井煤層的截割上具有良好的應(yīng)用效應(yīng)。非自推進(jìn)鑿巖機(jī)及隧道掘進(jìn)機(jī)在我國公路、鐵路、地鐵建設(shè)工程中也已得到普遍的應(yīng)用。

第二節(jié) 行業(yè) 發(fā)展歷程

17世紀(jì)初，歐洲人將中國傳入的黑火藥用于采礦，用鑿巖爆破落礦代替人工挖掘，這是采礦技術(shù)發(fā)展的一個里程碑。19世紀(jì)末20世紀(jì)初，相繼發(fā)明了礦用炸藥、雷管、導(dǎo)爆索和鑿巖設(shè)備，形成了近代爆破技術(shù)；電動機(jī)械鏟、電機(jī)車和電力提升、通訊、排水等設(shè)備的使用，形成了近代裝運(yùn)技術(shù)。20世紀(jì)上半葉開始，采礦技術(shù)迅速發(fā)展，出現(xiàn)了硝酸銨炸藥，使用了地下深孔爆破技術(shù)，各種礦山設(shè)備不斷完善和大型化，逐步形成了適用于不同礦床條件的機(jī)械化采礦工藝。提出了礦山設(shè)計(jì)、礦床評價(jià)和礦山計(jì)劃管理的科學(xué)方法，使采礦從技藝向工程科學(xué)發(fā)展。20世紀(jì)50年代后，由于使用了潛孔鉆機(jī)、牙輪鉆機(jī)、自行鑿巖臺車等新型設(shè)備，采掘設(shè)備實(shí)現(xiàn)大型化、運(yùn)輸提升設(shè)備自動化，出現(xiàn)了無人駕駛機(jī)車。電子計(jì)算機(jī)技術(shù)用于礦山生產(chǎn)管理、 規(guī)劃 設(shè)計(jì)和科學(xué)計(jì)算，開始用系統(tǒng)科學(xué) 研究 采礦問題，誕生了系統(tǒng)采礦工程學(xué)。礦山生產(chǎn)開始建立自動控制系統(tǒng)，利用現(xiàn)代試驗(yàn)設(shè)備、測試技術(shù)和電子計(jì)算機(jī)，預(yù)測和解算某些實(shí)際問題。

非自推進(jìn)的截煤機(jī)、鑿巖機(jī)及隧道掘進(jìn)機(jī)是20世紀(jì)70年代末期開始出現(xiàn)的。目前在礦山開采，隧道鉆挖等方面的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。其中非自推進(jìn)的煤截機(jī)在我國各大煤礦礦井的使用大概已有30年的歷史，其改變傳統(tǒng)的人工截煤歷史，大大提高了煤礦生產(chǎn)效率。非自推進(jìn)鑿巖機(jī)及隧道掘進(jìn)機(jī)在鐵路、公路及城市地鐵建設(shè)中發(fā)揮出巨大的效應(yīng)。

我國1966年生產(chǎn)出第一臺直徑3.4m的非自推進(jìn)隧道掘進(jìn)機(jī),在杭州人防工程中進(jìn)行過試驗(yàn)。70年代進(jìn)入工業(yè)性試驗(yàn)階段,試制出SJ55、SJ58、SJ64、EJ30型掘進(jìn)機(jī)。80年代進(jìn)入實(shí)用性階段,研制出SJ58A、SJ58B、SJ40/45、EJ30/32、EJ50型掘進(jìn)機(jī),在河北引灤、福建龍門灘、青島引黃濟(jì)青、云南羊場煤礦、貴陽煤礦、山西古交和懷仁煤礦等工程中使用。目前尤其是隧道掘進(jìn)機(jī)，隨著城市地鐵的建設(shè)，其應(yīng)用效應(yīng)良好。近些年在青藏鐵路、京珠高速等項(xiàng)目的建設(shè)中就有多種型號和功能的非自推進(jìn)鑿巖機(jī)及隧道掘進(jìn)機(jī)投入使用。其中在青藏鐵路風(fēng)火山隧道工程中用到的掘金設(shè)備主要有隧道進(jìn)出口各使用20套天水風(fēng)動機(jī)械廠生產(chǎn)的YT28型鑿巖機(jī)，耗風(fēng)量3.5m3／min。同時也有4臺臂式掘進(jìn)機(jī)。京珠高速湖北段的施工中曾用到Y(jié)T28氣腿式鑿巖機(jī)、YT23氣腿式鑿巖機(jī)、YT27鑿巖機(jī)等多種鑿巖機(jī)及進(jìn)口TM614隧道掘進(jìn)機(jī)。

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