全断面竖井掘进机装配工艺及始发关键技术研究

矿山开采目前多采用竖井开拓方式。探讨在岩层中竖井快速施工技术,对金属矿山或采煤矿井的生产建设有重大而深远的影响。全断面竖井掘进机融合了传统竖井施工技术和全断面隧道掘进机施工理念,是未来竖井施工的发展新方向,在坚硬岩层中有较好的适用性。目前,全断面竖井掘进机在矿山领域鲜有应用,缺乏成熟的理论指导和成功经验借鉴。本文以国内首个采用全断面竖井掘进机施工的宁海抽水蓄能电站工程作为依托,在实际应用的基础上,针对小场地施工、全断面竖井掘进机井下组装和始发掘进中的主要技术难题,提出了主机和后配套吊盘分体组装的二次始发关键施工技术。全断面竖井掘进机的装配分为主机组装和后配套吊盘组装两部分。主机井下组装按照从下向上的顺序依次组装各个部件,下井前在地面完成各个部件的部分安装工作;后配套吊盘连接成整体后由井架进行悬吊。通过人工开挖一定深度后,主机进行始发作业,再安装后配套吊盘,最后安装井架和其他地面系统,开始全断面竖井掘进机正常掘进工作。通过对全断面竖井掘进机在实际施工中遇到的问题进行全面分析,形成全断面竖井掘进机井下装配工艺及始发的关键技术,该研究成果对于中国深部矿产资源开发技术装备的发展具有很好的借鉴意...     

全断面竖井掘进机凿井围岩分类指标体系与评价方法

针对全断面竖井掘进机凿井过程中软弱或破碎围岩失稳坍塌、高硬度岩石难破碎、地层涌水、地层节理构造等一系列地层复杂性带来的工程难题,开展了适用全断面竖井掘进机凿井的围岩分类指标体系与评价方法研究,考虑了全断面竖井掘进机凿井"岩"与"机"互馈作用下各因素的独立性和相关性,构建了围岩分类指标体系与评价方法,提出了全断面竖井掘进...     

矿山竖井掘进机凿井工艺及技术参数

通过分析国内外普通凿井、机械破岩为核心的钻井法、竖井掘进机钻井技术的发展,研究提出我国竖井掘进机凿井工艺,即反井钻机钻进导井,竖井掘进机扩大成井,破碎岩石通过导溜进入井下巷道运输。经分析提出采用专用井架提升钻杆实现竖井掘进机上提下放,并通过钻杆悬吊电缆、风水管路,提供竖井掘进机工作所需电力、水源,专用多功能吊盘实现破岩掘进和支护平行作业,通过钻头结构优化设计,采用井架、钻杆一次从井筒内将竖井掘进机直接提吊出井,解决设备井下拆卸难题。同时根据竖井掘进机采用滚刀破岩,依照适应的地层条件、工程条件,在合理的钻进速度基础上,确定了破碎岩石所需钻压和转速、功率、支撑力等参数,为竖井掘进机整机结构设计提供参考。     

全断面竖井掘进机凿井技术

目前，我国煤矿井筒建设方法，以普通凿井法为主、特殊凿井法为辅。介绍了特殊凿井法中使用机械破岩的竖井钻机钻井技术、反井钻机钻井技术发展历程与应用现状。井筒掘进施工安全与效率是深井建设的基石，发展机械化凿井技术装备是深井建设少人化、无人化的保障。分析了部分断面掘进机凿井技术与装备的研究现状，提出了需要研制全断面竖井掘进机。对全断面竖井掘进机的井帮稳定、凿井工序、掘进参数等关键技术的特点和适用性进行了探讨。针对施工过程下部掘进、排渣与上部支护平行作业，指出滚刀破岩、上排渣和定向钻进将成为技术攻关的方向和工程应用的难点。尽快开发全断面竖井掘进机凿井技术是综合机械化凿井的发展方向和趋势，对于建井技术发展和地下工程建设具有重大意义。     

竖井掘进机凿井技术及装备研究

在对矿山井筒向深部发展、普通凿井法下井作业人员多与安全事故频发、钻井凿井法仅适合冲积层为主的地层条件、隧道掘进机与反井钻机等机械破岩技术及装备发展迅速等分析的基础上,结合国家"十二五"科技发展规划,提出和进行了矿山竖井掘进机研制及机械破岩凿井新工艺研究。针对有导孔竖井掘进机的特点,研发了机械破岩竖井掘进机凿井工艺,给出了主要技术参数,确定了竖井掘进机推进、旋转、支撑、破岩等主体结构型式、电液伺服系统控制方法以及加工制造工艺,分析了竖井掘进机、吊盘、提升等系统在井筒的空间布置。研究成果将为竖井掘进机的试验与应用打下坚实的基础。     

掘进机铣筒破岩受力分析及数值模拟

破岩技术参数是竖井掘进机研究的重要依据。基于铣筒滚刀破岩机理,对竖井掘进机截割过程中铣筒截齿进行受力以及运动分析。从理论的角度,研究截齿安装角度不同时铣筒截割头的受载特性以及对截割性能的影响,利用SolidWorks软件建立了铣筒破岩动力学三维模型,模拟了铣筒的牵引力随时间的变化曲线。结果表明:理论分析结果与仿真结果一致,可为竖井掘进机整机结构设计提供参考。     

竖井掘进机钻井工艺及装备研究

随着矿山井筒向深部发展,机械化凿井是建井技术的发展趋势,为了实现井筒施工时掘进、排渣、支护平行作业,进行了竖井掘进机钻井工艺及装备研究。介绍了反井钻机钻进导井、竖井掘进机扩钻成井、破碎岩渣通过导井落入下水平巷道运输等竖井掘进机钻井施工工艺,详细阐述了竖井掘进机钻井装备和辅助装备。现场调试结果表明,竖井掘进机钻井技术及装备能够满足设计与施工要求。     

MSJ5.8/1.6D型矿山竖井掘进机支撑系统设计

通过对矿山竖井掘进机施工工况的分析研究,提出了一种适合矿山竖井掘进机使用的支撑系统方案。然后对所设计的支撑系统多个工况进行有限元模拟分析,得到支撑系统结构应力分布情况,并对风险部位进行补强,解决了矿山竖井掘进机支撑系统结构强度不足的问题。该支撑系统最终作为一个重要部件,装配于国内首台MSJ5.8/1.6D型矿山竖井掘进机上。     

岩溶发育区地铁隧道悬臂式掘进机施工技术探究

介绍了贵阳市轨道交通1号线第5标段隧道工程。工程地处强岩溶发育区,沿线岩溶发育,隧道施工涌水风险高。分析了该工程悬臂式掘进机的参数指标的选择、激光导向定位、围岩支护、出渣等施工技术,指出悬臂式掘进机在岩溶地层地铁隧道施工中应用效果良好。     

矿井竖井掘进机电气控制系统设计

电气控制系统是煤矿竖井掘进机重要系统,为了提高竖井掘进机电控系统的稳定性,以S7-300作为控制核心,设计了竖井掘进机的电气控制系统,重点介绍了系统的硬件设计、刀盘控制模块设计、油压控制策略的实现。该系统可实现液压控制、刀盘驱动、远程控制等功能,控制器和外设之间采用总线通信,可提高系统工作的稳定性。     

竖井掘进机主机装配工艺研究

MSJ5.8/1.6D型竖井掘进机是国家863重点科研项目,是目前国内最大的竖井掘进机。介绍了该竖井掘进机设备参数、工作原理以及装配工艺。设备上装配的零部件体积庞大、质量大、加工精度高,各零部件配合精度高。在装配之前,对装配工艺进行了分析研究,制定出一套切实可行的装配方案。设备的装配分两大部分来进行:支撑推进系统和驱动系统;通过化整为零的方式,对装配中可预见的困难各个击破,最终顺利完成了装配工作。     

超大直径竖井全断面掘进机施工地层扰动规律

超大直径全断面竖井掘进机施工过程中刀盘推力会使围岩受到剧烈扰动。 针对竖井掘进机施工过程 进行数值模拟,探明不同围岩条件下的机—岩相互作用,围岩应力、位移场及塑性区的分布及演化规律。 结果表明:围 岩应力受开挖深度、围岩条件和离刀盘开挖面的距离影响,刀盘盾体与井筒结构交界处、刀盘开挖面边缘及刀盘内圈 会出现应力集中现象;强风化围岩条件下围岩径向变形最大值为 7. 33 mm,距离竖井 1D(D 为竖井直径)掘进施工扰 动影响可忽略;围岩塑性区范围随着围岩条件的劣化和开挖深度的增长呈扩张趋势;先导掘进装置盾体对开挖面内 圈岩体形成约束,刀盘切削挤压岩体时被约束的岩体应力集中,导致内圈刀盘磨损及所需切削扭矩和推力比其他部 位更大。     

航天导航定位仪在全自动掘进机上的应用

目前,掘进机广泛地应用在煤矿采掘工程中,智能化和无人化是掘进机的发展趋势,提高我国掘进机自动化水平是采掘设备制造企业的重要任务。介绍了航天导航定位仪在全自动掘进机的应用,从而实现智能行走和开采。     

矿山竖井掘进机电气控制系统设计

矿山竖井掘进机能够实现快速机械破岩和支护,具有机械化程度高、不需爆破作业、所需井下人员少、施工效率高、成井质量好、安全性高等优点,是大型现代化矿井建设机械化的发展方向。其工作环境恶劣,对电气控制系统可靠性要求比较高。对竖井掘进机施工工艺作了简要介绍。针对施工工艺,设计了一套电气控制方案,重点介绍了4台电机同步运行、液压系统对施工工艺的响应。该方案具有技术成熟可靠、先进稳定、操作方便等特点,能够满足竖井掘进机施工控制要求。     

即将进入21世纪的矿山井巷掘进

评述了平巷掘进机，全断面移动式平巷掘进机、凿岩台车和深孔爆破技术的发展与应用；竖井钻进法和伞形吊架凿岩爆破法的发展与应用；天井钻进法和阿利马克爬罐法的发展与应用以及各种新技术的发展趋势。从而为进入21世纪之际对地下矿井掘进技术的发展做了全面回顾。     

新的竖井钻进技术

新型 Robbins Redpath 竖井钻进机(SBM)的推出,使机械化钻进技术在盲竖井开凿中具有更大的优越性。其主要优点是:1)掘进速度高;2)并筒准确,光滑,这就简化了竖并装备,并大大削减了混凝土浇灌的费用;3)劳力减少;4)工作条件安全。     

反井钻机在某特长隧道通风竖井施工中的应用

随着社会的快速发展,越来越多的隧道埋深逐渐增大,在特长隧道中布置通风竖井显得尤为重要,而如何安全、高效掘进通风竖井是施工过程中面临的主要难题之一.反井钻机已成为我国竖井施工的主要工法之一,将反井钻机施工技术应用于东梁底特长隧道通风竖井施工中,对东梁底特长隧道通风竖井的工程概况进行了介绍,分析了反井钻机的技术参数,并从地质钻探取芯、导孔施作、扩孔施工、伞钻施工和井筒支护等几个方面对施工方法进行了研究.结果表明,反井钻机施工技术在东梁底特长隧道通风竖井施工中应用效果较好,可为类似工程提供参考.     

掘进机伸缩部导向块堆焊热应力有限元分析

基于ANSYS平台进行掘进机伸缩部导向块堆焊热应力的数值模拟计算。采用ANSYS提供的APDL编程语言模拟堆焊过程中的温度场分布。求解温度与应力的耦合场。对于预测掘进机伸缩部导向块堆焊过程中的变形量与变形趋势具有较好的指导作用。     

我国矿山竖井凿井技术现状与发展趋势

矿山竖井工程作为矿井建设的重要组成部分,是保障矿山资源安全与高效开发整个产业链的首要和关键工程。目前我国竖井凿井技术解决了穿越东部深厚冲积层、西部富水弱胶结地层以及金属矿千米深硬岩地层的关键技术难题,解决了竖井凿井过程中千米级深井围岩改性及其稳定性控制技术,研发了千米深井快速掘砌关键技术及系列化的大型配套装备,满足了我国东部、中部、西部现有地下矿产资源开发、大规模矿井建设需求,形成了较为完备的成套技术工艺与装备。鉴于我国地下矿产资源开发不断走向深部的趋势,全面综述了我国矿山竖井工程的总体概况,总结了以爆破破岩、排渣、凿井井架、提吊、井壁浇筑和围岩改性等凿井工艺的关键技术与装备的发展历程及新进展,分析了竖井钻机、反井钻机和竖井掘进机等机械破岩钻井装备及其相适应的钻井技术与工艺特点,提出了我国深竖井工程在地质精准探测、岩爆防控、高温防治、深井提升和智能钻井5个主要方面面临的挑战与发展趋势。未来很长一段时间内,我国矿山竖井建设已取得的基础理论、关键技术、系列装备和成熟工艺依然为深地资源开发、复杂地层条件建井、非煤矿山等领域,以及水利、交通、铁路、市政、电力等领域的地下工程建设与开发提供重要的技术支撑,并逐步向无人化、机械化、信息化和智能化矿井建设方向发展,为我国地下空间的开发利用和科技进步作出重要贡献。     

241SB—184型竖井掘进机

美国罗宾斯公司于1978年5月试制了一台241SB—184型竖井掘进机,1978年秋进行首次现场试验。机器的设计是基于平巷掘进方法的启发下搞成的,设计成井速度为每天12.2米(包括井壁支护)。下面将机器结构和使用分别作一介绍。一、机器的结构241SB—184型竖井掘进机外形见图1