可调式硬岩掘进机支撑架
隧道工程施工设备有哪些
隧道工程施工设备有哪些一、隧道掘进机隧道掘进机是隧道工程中最常用的设备之一，它主要用于从地下掘进隧道。
隧道掘进机根据其不同的结构和工作原理可以分为液压隧道掘进机、机械隧道掘进机和盾构机等。
1. 液压隧道掘进机液压隧道掘进机是一种使用液压力来推进刀盘或截割机构前进的设备。
液压隧道掘进机具有工作效率高、振动小、噪音低等优点，适用于各种地质条件下的隧道掘进工作。
2. 机械隧道掘进机机械隧道掘进机是一种通过机械力来推进刀盘或截割机构前进的设备。
机械隧道掘进机适用于硬岩或者断层带等地质条件下的隧道开挖工作，具有适应性强、可靠性高等优点。
3. 盾构机盾构机是一种通过盾构掘进的方式来开挖隧道的设备。
盾构机由推进系统、盾体及盾尾部组成，通过推进系统推动盾构机前进，同时将土层通过输土系统输送到地面。
盾构机适用于软土、淤泥等地质条件下的隧道掘进工作，具有速度快、噪音小等优点。
二、隧道支护设备隧道支护是为了保证隧道施工和使用过程中的安全，防止隧道结构塌方或者发生其他意外。
隧道支护设备主要包括隧道衬砌、锚杆、钢架支撑等。
1. 隧道衬砌隧道衬砌是指在隧道顶部和侧壁进行覆盖的一层防水、防裂、防渗透的保护层。
隧道衬砌通常采用混凝土砌块、钢筋混凝土板等材料制成，能够提高隧道的整体结构强度和耐久性。
2. 锚杆锚杆是一种用来支撑、固定岩体或土体的设备，主要用于隧道支护中。
锚杆通过在岩体或土体内拉力使其固定，有效防止隧道结构的塌方或者下沉等问题。
3. 钢架支撑钢架支撑是一种用来支撑隧道结构的设备，主要用于加固和保护隧道结构。
钢架支撑通常由钢管、钢梁、护栏等组成，能够提高隧道的整体稳定性和承载能力。
三、隧道照明设备隧道照明设备主要用于为隧道施工和使用提供充足的光照，确保人员安全和工作效率。
隧道照明设备主要包括照明灯具、照明控制系统等。
1. 照明灯具照明灯具是指安装在隧道内部或者入口处用于照明的设备。
照明灯具通常采用LED灯、荧光灯等作为光源，具有节能、亮度高等优点，能够提供充足的照明效果。
EBZ318(H)悬臂式掘进机技术资料
➢行走驱动装置，采用两点变量马达，可实现掘进工作时低速行走和设备调运时高 速行走，提高工作效率。
工作行走速度 调运时行走速度
0-6.6m/min 0-10m/min
马达内置了高压溢流阀，在突然受到 负载冲击的情况下，充分保护马达。
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➢增加水系统流量检测装置，同电气系统配合实现水电联动功能。保证液压油充分 冷却，防止其过早老化、变质。 ➢流量开关检测外来冷却水流量，是否能满足设备冷却要求；若不能满足，则电气 系统报警提示操作者进行相关操作。
2008年10月样机下线，分别在沈煤集团红阳矿、山东新汶集团龙固矿、川 煤集团花山矿、陕西铜川矿务局玉华煤矿进行工业性试验。
2010年批量推向市场，至今共计销售40多台。
装机总功率
589kW
主机重
113t
接地比压
0.18MPa
截割范围 5.42 m(高)× 6.78m(宽)
截割头转速
30.6r/min
EBZ318(H)悬臂式掘进机
综掘研究院
0
目录
一、硬岩系列掘进机 二、EBZ318(H)悬臂式掘进机关键技术 三、持续改进 四、EBZ318(H)悬臂式掘进机技术参数及配置
1
一 硬岩系列掘进机
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➢岩巷掘进机 EBZ200H型一代机
2005年开始设计，2007年6月在霍州李雅庄煤矿完成工业性试验。
截割范围 5.46 m(高)× 6.81m(宽)
截割头转速
31.8r/min
最大/经济截割 岩石单向抗压强度 130MPa/100MPa
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二 EBZ318H悬臂式掘进机关键技术
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关键技术一：截割头截齿排布改进优化设计，提高破岩能力
优化前截割头
硬岩掘进机 工作原理
硬岩掘进机工作原理TBM(tunnel boring machine)隧道掘进机是一种靠刀盘旋转破岩推进，隧道支护与出碴同时进行，并使隧道全面段一次成形的大型机械。
国际上所讲的TBM，既包括用于软土地层的盾构隧道掘进机，又包括用于岩石地层的硬岩隧道掘进机；但在中国和日本，习惯上盾构特指用于软土地层的隧道掘进机，TBM特指用于岩石地层的隧道掘进机。
TBM是指全断面岩石隧道掘进机，它与盾构的主要区别就是不具备维护掌子面稳定的功能，而盾构施工主要由稳定开挖面、掘进及排土、管片衬砌及壁后注浆三大要素组成。
当然随着双模式掘进机的发展，在复杂地质条件下，集TBM和盾构双重功能于一体，如具备硬岩TBM模式与土压平衡模式的双模式掘进机、具备硬岩TBM模式与泥水平衡模式的双模式掘进机。
国产大直径(9.03m)TBMTBM具有掘进、出碴、导向、支护四大基本功能，对于复杂地层，还配备超前地质预报设备。
掘进功能主要由刀盘旋转带动滚刀在开挖面破岩以及为TBM提供动力的扭矩系统和推进系统完成；出碴功能一般分为导碴、铲碴、溜碴、运碴四部分；导向功能主要包括确定方向、调整方向、调整偏转；支护功能分为掘进前未开挖的地层预处理、开挖后洞壁的局部支护以及全部洞壁的衬砌；超前地质预报系统一般由超前钻机和自带的物探系统组成。
现场组装好的TBM，大约200多米长现代的TBM采用了机械、电气和液压等诸多领域的高科技成果，运用计算机控制、闭路电视监视、工厂化作业，是集掘进、出碴、支护、运输于一体的成套设备。
采用TBM施工，无论是在隧道的一次成型、施工进度、施工安全、施工环境、工程质量等方面，还是在人力资源的配置方面都比传统的钻爆法施工有了质的飞跃。
但当TBM遇到不良地质条件时适应性差，不如传统钻爆法施工灵活，且前期一次性投入费用较大，对施工人员素质要求高。
全断面掘进机用于硬质岩巷道以及软质土层施工。
全断面掘进机基本工作原理是，前面的圆形刀盘在千斤顶的推动下旋转并向前推进，圆柱体的钢组件（即护盾）对挖掘的隧洞起临时支撑作用，挖掘、排土、衬砌等作业在护盾的掩护下进行；盾体后方传送带运输挖下的土壤、岩石和砂砾，先进入土仓并被阶段性传送到井口。
上海创力EBZ220(H)硬岩掘进机主要参数
EBZ220(H)主要技术参数1 掘进机参数型号： EBZ220(H)总体长度（m）： 10.7总体宽度（m）： 3.3总体高度（m）： 1.82机重（t）： 72地隙（mm）： 190卧底深度（mm）： 180龙门高度（mm）： 450适应坡度：±18°截割硬度（MPa）：≤90总功率（kW）： 321定位截割高度（m）： 4.83定位截割宽度（m）： 5.7定位截割断面（㎡）： 27.52 截割部截割头形状：圆锥台形截割头转数（r/mim）： 46/23电动机功率（kW）： 220/132截齿：镐形（41把）喷雾：内、外喷雾方式3 铲板部装载形式：星轮式装载能力（m 3/min）： 4.5装载宽度（m）： 3.3星轮转数（r/min）： 28±1铲板卧底（mm）： 260铲板抬起（mm）： 4204中间运输机形式：边双链刮板运输能力（m 3/min）： 5.0溜槽断面尺寸(mm)： 620×360（宽×高）链速（m/min）： 43张紧形式：弹簧、丝杠、卡块张紧5行走部形式：履带式行走速度（m/min）： 0～5.3履带宽度（mm）： 650制动方式：一体式多片制动器对地压强（MPa）： 0.16张紧形式：油缸张紧、卡板锁定6 液压系统液压系统压力（MPa）： 22组合变量泵（mL/r）： A11V145/145 1台行走部液压马达（mL/r）： A2F1E180/61W-VZL 2台铲板部液压马达（mL/r）： IAM1500 .H45 2台中间运输机（mL/r）： IAM600.H3 2台内喷雾马达（mL/r）： CMF DA-E310-ALPS 1台油箱容量（L）： 700油泵电动机（kW）： 90 1台换向阀：手动式 2组冷却方式：水冷却式 1台油缸数量（个）： 107 水系统灭尘方式：内、外喷雾流量（L/min）： 100外喷雾压力（MPa）： 1.5内喷雾压力（MPa）： 3.0冷却部件：截割电动机、油箱8 电气部分8.1主回路额定电压（V）： AC1140额定电流（A）： 196.2额定频率（Hz）： 50输出分路数（路）： 4额定功率（Kw）： 3218.2操作箱规格型号：CX4-4/12防爆形式：矿用本质安全型额定电压（V）： DC12额定功率（W）： 48.3开关箱规格型号： KXJ4-321/1140E-4防爆形式：矿用隔爆兼本质安全型额定电压（V）：主回路： AC1140控制回路：AC220、AC120、AC 100、AC 24、DC24、DC12、DC5 额定电流（A）：≤196.28.4 截割电机型式：隔爆、水冷、双鼠笼异步电动机规格型号： YBUD-220/132-（4/8）（绝缘等级H级、工作方式S1）额定电压（V）：AC1140 Y/Y额定电流（A）： 131.7/1038.5 油泵电机型式：隔爆、风冷、双鼠笼异步电动机规格型号： YBRB（原DYB）-90A (绝缘等级H级、工作方式S1)额定电压（V）： AC1140V Y/△额定电流（A）： 568.6 截割急停、总急停按钮型式：矿用隔爆型规格型号： BZA24-0.1/24-01 附带锁紧装置额定电压（V）： DC24额定电流（A）： 10 内部按钮为常开用途：总急停按钮：用于紧急停机截割急停按钮：用于截割电机停止8.7电铃型式：矿用隔爆型规格型号： BAL1-127额定电压（V）： AC127额定电流（A）： 0.35用途：开机信号，启动报警8.8 照明灯型式：矿用隔爆型规格型号： DGE15/24L(A)额定电压（V）： AC24额定电流（A）： 3数量（盏）： 38.9甲烷传感器规格型号： GJC4。
硬岩掘进机(TBM)
全断面硬岩掘进机第1节全断面硬岩掘进机概述1.1 全断面硬岩掘进机的定义和研究现状全断面硬岩掘进机（Full Face Rock Tunnel Boring Machine，以下简称TBM），TBM是集机械、电子、液压、激光、控制等技术于一体的高度机械化和自动化的大型隧道开挖衬砌成套设备，是一种由电动机（或电动机——液压马达）驱动刀盘旋转、液压缸推进，使刀盘在一定推力作用下贴紧岩石壁面，通过安装在刀盘上的刀具破碎岩石，使隧道断面一次成型的大型工程机械。
TBM施工具有自动化程度高、施工速度快、节约人力、安全经济、一次成型，不受外界气候影响，开挖时可以控制地面沉陷，减少对地面建筑物得影响，水下地下施工不影响水中地面交通等优点，是目前岩石隧道掘进最有发展潜力的机械设备。
如下图所示。
生产TBM最早的厂家是美国的罗宾斯（Robbins）公司。
罗宾斯公司于1951年由James Robbins创建，1952年James Robbins研制出世界第一套全断面掘进机而闻名于世界。
1956年，罗宾斯发明了硬岩掘进机用的盘形滚刀，使硬岩掘进机的研制实现了真正意义上的成功。
罗宾斯初期产品结构简单、作业快速灵活，经过50年得发展，罗宾斯公司已经成功研制出了应用于地质条件较好的中硬岩全断面岩石掘进机、硬岩全断面岩石掘进机和软岩全断面掘进机，适用于复杂地质条件的单护盾全断面岩石掘进机、双护盾全断面岩石掘进机和高性能能硬岩全断面岩石掘进机等。
另外还有美国的佳伐公司（Jarva Inc.）、德国的德马克公司（Mannesmann Demag AG）和维尔特（Wirth Maschinen-und BohrgeraetefabrikGmbH），四家公司是20世纪70~80年代的世界四大硬岩掘进机制造商。
现阶段生产TBM的较著名厂商有美国的罗宾斯公司（Robbins）、德国的维尔特（Wirth）和海瑞克公司（Herrenkneeht）等。
掘进机结构与工作原理
引言：掘进机是一种用于地下开采工作的设备，其结构和工作原理直接决定了其性能和效果。
本文将深入探讨掘进机的结构和工作原理，包括主要的五个方面，分别是掘进机的主体结构、动力系统、传输系统、液压系统和控制系统。
通过详细介绍每个方面的特点和运行原理，旨在提供给读者对掘进机的全面了解。
概述：掘进机主要由主体结构、动力系统、传输系统、液压系统和控制系统组成。
主体结构提供机器的支撑和定向功能，动力系统提供足够的能量驱动机器进行工作，传输系统用于将岩土或矿石输送至地面，液压系统则为掘进机提供动力和操作手段，而控制系统则控制整个掘进机的运行和作业。
一、掘进机的主体结构1.1硬件主体结构：包括机架、牵引系统等，提供稳定的支撑和定向功能。
1.2导向系统：主要由导向轮、导板等组成，用于保持掘进机的水平定位和工作方向。
1.3切削系统：包括刀盘、刀盘架等，用于切削岩土或矿石的工作。
1.4出料系统：用于将切削下来的岩土或矿石顺利地输送离开掘进机。
二、掘进机的动力系统2.1主要动力来源：电动机、柴油机等，用于为掘进机提供足够的能量。
2.2动力传递装置：传动链、传动带等，将动力传递给各个工作部位。
2.3控制系统：控制动力系统的启停、速度调节等，保证掘进机的稳定工作。
三、掘进机的传输系统3.1输送带：用于将切削下的岩土或矿石顺利地输送至地面。
3.2储存装置：用于临时存储岩土或矿石，以保证掘进机的连续作业。
3.3卸料装置：将切削下的岩土或矿石从掘进机中卸下。
四、掘进机的液压系统4.1主要功能：为掘进机提供动力和操作手段。
4.2液压传动装置：用于将液压能转化为机械能，驱动刀盘等工作部位。
4.3液压冷却系统：保持液压系统的工作温度，提高工作效率和寿命。
五、掘进机的控制系统5.1自动化控制：采用先进的自动化技术，实现掘进机的智能化操作。
5.2数据采集与传输：采集和传输掘进机的工作状态、环境参数等信息。
5.3故障诊断与排除：通过控制系统对掘进机进行故障诊断和排除，提高设备的可靠性和稳定性。
浅析硬岩隧道掘进机（TBM）空推施工技术要点
浅析硬岩隧道掘进机（TBM）空推施工技术要点摘要：广东省深圳市城市轨道交通六号线二期TBM段始发井位于翰林站北端头大里程段终于梅林关站，隧道区间处于中、微风化花岗岩中。
硬岩TBM适用于山岭隧道硬岩掘进，代替传统的钻爆法，在相同的条件下，其掘进速度约为常规钻爆法的4～10倍，最佳日进尺可达40m；具有快速、优质、安全、经济、有利于环境保护和劳动力保护等优点。
特别是高效快速可使工程提前完工，提前创造价值，对我国的现代化建设有很重要的意义。
关键词：硬岩；TBM；掘进TBM也称全断面隧道掘进机，它具有掘进、支护、出渣等施工工序并行连续作业，是机、电、液、光、气等系统集成的工厂化流水线隧道施工装备，具有掘进速度快、利于环保、综合效益高等优点，可实现传统钻爆法难以实现的复杂地理地貌深埋长隧洞的施工。
深圳市城市轨道交通六号线二期TBM段在缓和曲线始发，纵断面处于2.8%上坡曲线，隧道埋深12-137m，隧道主要穿越微风化岩层，采用1.5m厚400mm管片。
1、工程基本概况梅～翰区间全长约2311m，其中矿山段193.906m，TBM工作段1965m，TBM空推段153.229m。
梅林关站～翰林站区间TBM始发井位于翰林站北端头大里程段，先以单洞单线断面下穿2000×2000mm雨水管、梅东四路、皇岗彩田立交桩基后，上跨深圳地铁10号线孖雅区间、侧穿新彩隧道、下穿厦深铁路、上跨东江饮水干道、下穿南坪快速路，之后与出入线以单洞双线穿行小山包后到达梅林关。
区间平面线路最小曲线半径为450m；纵断面为一字坡，最大纵坡为28‰。
2、TBM基本特征2.1工作原理双护盾TBM，又称为伸缩式TBM。
具有主推和辅推两套推进系统，可实现掘进的同时完成拼装管片作业，大大提高施工效率。
此外，因为具备两套推进系统，该机型即可适用软岩地层（单护盾模式），又可适用硬岩地层（双护盾模式），具有广泛的地质适应性。
TBM是利用旋转刀盘上的滚刀挤压剪切破岩，通过旋转刀盘上的铲斗齿拾起石渣，落入主机皮带上向后输送，再通过牵引矿渣车或隧洞连续皮带机运渣到洞外。
掘进机支护设备选型EBZ230
掘进工作面设备选型计算1技术参数已知原始参数见表1-1。
2巷道掘进工艺2.1矿井综掘机状况掘进机用于巷道机掘施工，机掘速度快，效率高，巷道成型规整，岩体免遭炮震破裂，施工质量好等诸多优点，被越来越多的国家所认识。
掘进机破岩有钻削、铣削和滚压3种方式。
部分断面掘进机破岩主要用于钻削和铣削两种方式。
截割工作机构悬臂布置，截割头有纵向和横向出轴旋轴两种，形状有圆锥形，圆锥圆柱形、半球形，滚筒式等。
截割头截入工作面的部分断面，用悬臂式的循环摆动截落全断面煤岩。
全断面掘进机破岩主要用滚筒和铣削两种方式。
滚压式工作机构用在坚硬岩层中，工作机构前端有一个旋转刀盘，在刀盘旋转的同时，利用机器的轴向推力压向岩面，使刀具在岩面公转并绕自身轴线自转，从而实现全断面破岩，铣削式工作机械用在煤和软岩中，工作头前端有若干个独立旋转的刀盘，刀盘上装铣削刀具。
利用工作头、刀盘各自的旋转运动与机器的推进运动相互配合，使刀具呈线方式运动破落煤岩。
2.2悬臂式掘进机按截割头布置方式，悬臂式掘进机分纵轴式和横轴式。
纵轴式掘进机多采用截锥体截割头，其结构简单，容易实现内喷雾，较易切出光滑轮廓的巷道，便于用截割头开水沟和挖柱窝。
截割头上既可安装扁平截齿，也可安装锥形截齿。
一般情况下，纵轴式截割头破碎的煤岩向两侧堆积，需用截割头在工作面下部进行辅助装载作业，影响装载效果。
由于截割头是埋在被切煤岩中工作，且转速较低，因而产生量较少。
横轴式截割头的形状近似为半椭圆球体，不易切出光滑轮廓的巷道，也不能利用截割头开水沟和挖柱窝。
横轴式截割头上多安装锥形截齿，齿尖的运动方向和媒体的下落方向相同，易将切下的煤岩推到铲装板上及时装载运走，装载效率较高。
但截割头的转速高、齿数较多，且不被煤岩体所包埋，因而产尘量较多。
综上所诉，纵轴式和横轴式掘进机各有优缺点，应结合煤矿地质条件和掘进机的性能加以选用。
2.3巷道掘进工艺目前国内外采用最多的是部分断面掘进机，这种掘进机比较灵活，可使煤岩分掘。
浅析全断面硬岩掘进机(TBM)选型的前期技术
浅析全断面硬岩掘进机(TBM)选型的前期技术发布时间：2021-10-14T07:34:27.905Z 来源：《工程建设标准化》2021年15期作者：陈京林[导读] 全断面硬岩掘进机的使用环境为岩石地层陈京林广东水电二局股份有限公司 511340摘要：全断面硬岩掘进机的使用环境为岩石地层，整体硬度较大，需要选择适合的设备及构件，才能够满足实际的掘进工作需求。
本文就全断面硬岩掘进机(TBM)选型的前期技术进行探究，简单对全面硬岩隧道掘进机进行分析，并了解不同掘进机的类型及功能作用，对不同的机械设备的优缺点进行全面分析，以便后续根据实际情况选择相应的设备技术。
关键词：全断面硬岩掘进机；选型；前期技术引言：在岩石硬土层条件下挖掘隧道的过程中，需要使用专门的全断面硬岩掘进机（以下简称TBM）进行掘进施工，为工程项目提供高效且安全的隧道。
在实际的掘进工程前，应对施工环境进行详细调查，根据地下土层的实际情况来选择合适的TBM类型，从而有效提升隧道挖掘的效果，提高施工质量。
1、全断面硬岩隧道掘进机概述全断面硬岩隧道掘进机是一种对岩石地层进行掘进施工的机械设备，其在作业的过程中，整体速度较快，并且施工安全，在掘进过程中，对环境无影响和不良破坏，能够适应不同环境的掘进施工环境。
TBM的使用寿命较长，并且支持连续作用，这使得其具有较高的综合效益，能够满足工程施工过程中，对隧道挖掘施工的需求。
相比传统的钻爆法隧道施工技术，TBM施工技术的使用具有更加高效的作业效率，其在一个月时间内能够最快达到一千米的掘进距离，并且在掘进的过程中能够保持较高的安全性。
在对工程进行施工掘进的过程中，为使其能够保持良好的掘进效果，应结合实际情况选择合适的TBM种类。
在选择的过程中，应遵循一定的原则：首先，对企业自身的经济实力以及对设备的需求情况来制定相应的采购方案；其次，按照项目的需求来对TBM设备的类型进行选择；再次，结合实际的项目情况，对TBM的配套设备进行配置完善，保持设备的完整性和施工效果；最后，加强对设备的分析与检修，保持TBM设备的施工效果。
掘进机结构与工作原理
掘进机结构与工作原理一、掘进机的结构掘进机是挖掘地下矿物资源的机器，一般是用于地下隧道、矿井或其他地下工程的开挖，其主要结构部分包括车体、掘进装置、电动机和液压系统。
具体来说，掘进机由以下几个模块组成：1.车体结构：车体结构一般由底盘和车架组成，底盘用于支撑机器后半部分的重量，车架负责在运动中承受车身的振动。
车身采用复合钢板材料，具有较强的耐久性和承载能力。
2.掘进装置：掘进机的核心部分是其掘进装置，主要由钻杆、刀盘、推进装置和掘进头等部分组成。
掘进装置的作用是在地下进行矿物资源的挖掘和采集。
3.动力系统：掘进机通常采用电力或液压动力系统，电动机作为主要的动力来源供电并驱动机器运动，液压系统则负责机器各个部位的液压驱动和控制。
4.控制系统：掘进机的控制系统是它正常运作的关键。
控制系统可以实现对掘进机各个部位的自动化控制，从而提高了掘进机的工作效率和准确度。
5.其他附件：除上述主要部件外，掘进机还需要一些辅助附件，如额外的防护罩、防尘装置、驾驶室和操纵桥等。
二、掘进机的工作原理掘进机的工作原理主要是由掘进装置、动力系统和控制系统三个部分共同实现。
具体来说，掘进机的工作流程如下：首先，在掘进机进入矿井或隧道之前，必须确定挖掘的区域和方向，并安装好掘进装置。
掘进装置既可以是钻掘式的（类似于钻大孔），也可以是盘式的（类似于割草机），根据需要进行选择。
其次，启动掘进机的动力系统，电动机或液压系统开始工作，为机器提供必要的动力。
各个液压缸开始工作，控制机器前进、转向、掘进深度等。
接下来，控制系统开始根据预设的掘进方案操作掘进机，根据自动化控制算法进行操作和运转。
此时掘进机开始进入挖掘区域，刀盘开始下降，推进系统开始使用压缩空气或者水力传送液体推动钻杆往前穿透岩壁。
随着机器的不断推进，掘进装置不断地向前推进和挖掘，将矿石和岩石碾磨成小颗粒，并使用传送带或其他运输工具将其运走。
如果遇到硬岩区域，掘进机也会利用自动换刀装置进行刀片更换，并根据不同的挖掘深度选择不同的刀盘。
硬岩掘进机法(TBM法)施工
硬岩掘进机法（TBM法）施工一、掘进机施工的特点掘进机法是利用岩石隧道掘进机在岩石地层挖掘隧道的一种施工方法。
隧道掘进机是一种集掘进、出渣、支护和通风、防尘等多功能为一体的高效隧道施工机械，简称掘进机（TBM），如图8-1所示。
图8-1 掘进机实践证明：当隧道长度与直径之比大于600时，采用掘进机进行隧道施工比较经济。
与钻爆法相比，掘进机法虽然投资多，但具有施工快速、优质、安全、经济、环保等突出优点。
采用掘进机施工时，应明确地质条件及必要预处理措施。
隧道长度应在6～7km以上，围岩的单轴抗压强度在50～200MPa之间。
从地层岩性条件来看，掘进机一般只适用于圆形断面隧道，隧道开挖直径在3～12m之间，一次性连续开挖隧道长度不宜短于6km，6～15km比较经济。
掘进机适用于中硬岩层。
岩层的地质情况对掘进机进尺影响很大，应尽量避免复杂地层，或需要增加较多辅助设备才能处理的不良地质段。
掘进机属大型专用设备，重达几千吨，拼装长度可达200多米，洞外配套设施多，所以，对施工场地和运输方案都有很高的要求。
二、掘进机施工要点及注意事项1.影响掘进效率的主要地质因素岩石的单轴抗压强度是影响掘进效率的关键因素之一。
岩石的硬度和耐磨性越高，刀具消耗和施工成本就越高，造成停机换刀次数增加，影响掘进速度。
岩体的裂隙化程度或岩体的完整程度与掘进效率也有很大的关系。
掘进机法通常用于围岩稳定隧道的开挖。
软弱围岩用掘进机施工时支护量大，并限制了撑靴的支撑能力，影响掘进进度。
影响TBM隧道施工的问题，通常是由开挖通过地层的物理性质及岩土的不均匀性引起的。
对于全断面、机械化开挖，由于这种开挖方式很不灵活，所以研究开挖岩体的不均匀性非常重要。
TBM施工通过诸如：软弱地层、断层破碎带、岩爆、涌水、围岩变形、剥落与坍塌及古暗河道等困难地层时，应采取一系列应对措施。
（1）岩体地应力问题。
地应力和岩爆关系密切。
对于深埋隧道，如果围岩为浅变质砂板岩、花岗岩、花岗闪长岩等坚硬脆性岩体，则发生岩爆的可能性较大。
硬岩掘进机(TBM)的动力学分析与振动控制
硬岩掘进机（TBM）的动力学分析与振动控制摘要：硬岩掘进机（TBM）是隧道掘进的主要设备，广泛应用于铁路、公路、水利、市政建设等。
TBM 推进系统机械结构主要包括刀盘、主梁、后支撑、鞍架和撑靴等。
TBM用刀盘转动技术以实现破岩掘进，排渣的同时进行隧道支护，使隧道全断面一次成型。
在TBM作业中，滚刀引起的岩石破碎的强烈冲击会引起推进系统的剧烈振动，严重影响了工作的正常进行。
传统的动力吸振器必须有足够的附加质量才能达到良好的减振效果，但是TBM系统质量庞大安装空间有限，减振器的附加质量难以大幅度提高。
因此本文提出应用杠杆机构来实现放大吸振器的附加质量的方案，并设计了适用于 TBM 推进系统的动力吸振器。
关键词：硬岩掘进机；动力学；振动特性；动力吸振器；优化一、TBM的发展现状1846年开始就出现了第一台简单的硬岩掘进机，从而开始了隧道掘进机机械化的探究。
到1851年一个美国的工程师设计出了世界第一台可以连续工作的TBM，由于当时的技术条件不是很方便，在很多方面的技术问题都不能够被解决，所以没有办法和当时新出现的钻爆法技术相媲美，很难有效地应用。
之后从1952年到1956年，美国的James S. Robbins 和Charles Wilson 想到方法一点一点的解决了滚刀、刀盘驱动及支撑推进等问题，使TBM技术和应用得到了迅速的发展。
早期国外对TBM的广泛应用，使中国也开始注重TBM的研究，我国随着施工技术的不断完善和成熟，在1964年开始对全断面TBM进行研究工作。
在改革开放之后，国外的TBM制造商都来到中国要与我国的生产厂商进行合作。
1996年 Wirth 公司与铁道部宝鸡工程机械厂合作生产用于秦岭隧道的 Wirth TB880E掘进的后配套设备。
到目前，我国对于TBM系统振动的探究还没有很大的进步，在仅有的一部分有关TBM振动研究中，也多是集中于TBM对周围环境振动的影响和TBM刀盘系统的振动分析，而关于TBM的整机振动分析尚没有开展。
EBZ260掘进机使用规定
EBZ260掘进机使用规定目前我矿南翼2#底抽巷使用一台沈阳北方EBZ260掘进机，北翼1#底抽巷也要投入使用一台太原煤科院的EBZ260掘进机。
此两台掘进机为重型硬岩掘进机，为了保证掘进机的正常使用，提高掘进效率，特制定此使用规定。
一、掘进机的截割方法1、由于我矿底抽巷部分岩石为灰岩，硬度大，掏槽时应将截割部处于水平和机器中心位置进行钻进，可根据岩石硬度和节理发育情况决定钻进深度，但最大一次钻进深度以不超过220mm为宜，然后截割头扩窝后再继续进行钻进。
掏槽的深度取决于岩石的硬度及发育情况而定，最大以不超过700mm为宜，然后再进行横向切割。
2、当截割断面的岩石硬度不同时，掏槽位置应选在岩石硬度较小处进行钻进，然后再进行横向切割。
3、当截割卧底或收料时，应观察铲板的位置，将铲尖与底板压靠后再进行作业，以防止截割头处于最低位置时星轮与截割部的下面相碰。
4、当截割时，不能用铲板将机体抬起或用铲板侧面靠住岩石来保证截割时的稳定性。
5、在截割硬度大的岩石而发生机器的侧摆脱时，必须打开侧支撑以增加机器的稳定性，但在推动行走手柄前，必须收回侧支撑。
6、正常掘进截割时，由于截齿消耗量大，截割效率低。
要求采用先放松动炮后进行截割。
7、在截割时必须打开外喷雾控制阀，水量不得小于30 L/min,压力不得大于3MPa。
是否打开内喷雾可根据使用情况而定。
二、掘进机的维护和保养1、请使用同一品牌的名牌液压油，并按照说明书的规定及时更换。
2、当油温超过70℃以上时，应停止掘进机工作，对液压系统及冷却水系统进行检查，待油温降低以后再开机工作。
3、严格按照使用说明书的规定，及时加润滑油和润滑脂。
4、截割时要关注截齿是否已损坏，如损坏要及时更换，否则会损坏截齿座。
截割后，要检查截齿是否旋转顺畅，如不顺畅，用铁锤击打，使其旋转顺畅。
5、必须定期检查各部分螺栓是否松动，以免造成机器的损坏。
三、掘进机操作1、各工作人员进入岗位要作到先检查后工作，严格按规程操作，发现问题及时处理。
一种硬岩掘进机[实用新型专利]
![一种硬岩掘进机[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f9ef09f7a76e58fafbb00305.png)
专利名称：一种硬岩掘进机
专利类型：实用新型专利
发明人：郭京波,席家斌,覃艳明,冯建新,郭志,刘春,孙炳玉,郭欣,刘海龙,冯伟
申请号：CN201220092444.9
申请日：20120313
公开号：CN202510121U
公开日：
20121031
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种通用紧凑型硬岩掘进机，包括：刀盘、主轴承、前盾、主驱动、伸缩盾及铰接油缸、支撑盾、主推进系统和辅助推进系统、反扭矩系统、指形盾、主梁、钢拱架安装器、锚杆钻、超前钻、皮带输送机等。
本实用新型掘进机应对各类复杂的地质条件具有不可比拟的优越性；配备较全的支护喷锚设备，增加了选择性；主机长度短，减小了盾体与隧道壁摩擦，避免卡机事故发生；加大了推力和扭矩，脱困能力强；盾体阶梯变化，机身成锥形，有效避免了在遇到收缩性围岩或经过断层破碎带时卡机事故的发生。
本实用新型掘进机是对开敞式掘进机的升级改进，兼具了敞开式掘进机和护盾式掘进机的各自优点。
申请人：秦皇岛天业通联重工股份有限公司
地址：066004 河北省秦皇岛市经济技术开发区天山北路3号
国籍：CN
代理机构：北京国枫凯文律师事务所
代理人：杨思东
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308消费导刊· 2015年10月刊可调式硬岩掘进机支撑架杨学松 黄振东 王吉业 李建明
北方重工有限公司
摘 要：国内TBM掘进机的生产制造还处于起步阶段，装配方法还比较落后，护盾式掘进机在车间安装精度要求很高，特别是盾体和刀盘的固定支撑架起着决定性作用，本文重点就可调式硬岩掘进机支撑架进行了分析和研究。
关键词：可调式硬岩掘进机支撑架
随着汽车数量日益增多，地面交通拥堵、环境污染严重正在成为社会通病，立交桥、高架桥显然无法满足地面交通的需要。
为了彻底改变这种局面，发展地铁，有效开发和利用地下空间，不仅有利于节约城市用地，还将极大改善环境质量与城市交通。
与此同时，国内平原地区高速公路接近饱和，新建高速公路将向山区发展，将有大量桥梁、隧道建设工程。
另外，大量的高速铁路工程中，隧道工程占有很大比例。
重重机遇显示，凿岩钻洞的硬岩掘进机市场前景十分广阔。
一、可调式硬岩掘进机支撑架
可调式硬岩掘进机前部是装有若干滚刀的刀盘,由刀盘驱动系统驱动刀盘旋转,并由推进系统给刀盘提供推进力,在推进力的作用下滚刀切入岩石掌子面。
不同部位的滚刀在掌子面上留下不同半径的同心圆切槽轨迹，在滚刀的挤压下，相邻切槽的岩石在剪切力作用下从岩体上剥落下来形成石渣，石渣则随着刀盘的旋转由刀盘上的铲渣斗自动拾起，经刀盘内的溜渣槽输送到装在主机上的胶带机上，再运到后配套系统处经隧道出渣运输系统运出洞外。
刀盘和盾体重量比较重，要想实现刀盘、前盾及伸缩盾能够移动，那么支撑架的强度、结构形式和尺寸要求极为重要。
目前刀盘和盾体在装配时都是采用固定支撑座与盾体焊接，然后在铺有油脂的钢板上滑动的方法来实现。
使用这种工艺方法虽然可实现刀盘和盾体的移动，但由于推进油缸的推力是平行于刀盘和盾体的轴线的，而盾体支座与刀盘盾体中心有一定的高度差，盾体支座与地面的摩擦力就会增大，故要想实现运动，必须增大正常工作状态下推进油缸的水平推力，长此就会影响到油缸的寿命和调试时的人员操作安全。
传统的盾体安装支撑方式，伤害盾体、影响外观质量、操作复杂、安全系数低、浪费材料，不可重复使用。
因此，可调式硬岩掘进机支撑架是一种能够解决上诉问题的较为合理的工装。
二、可调式支撑架的原理
该工装架设计原理是根据工地现场实际条件，后配套拖车在轨道上运动高于前端盾体底部基准，同时该硬岩掘进机每个盾体设计中心高度是不一致的，所以该支撑座首先要考虑到各部分高度差的不同；是满足伸缩盾在装配车间与施工过程中的运动状态一致，故在与伸缩盾相连接的前盾下部设计了一个可以确保前后运动的前盾辅助托辊，辅助托辊在使用时与前盾焊接到一起，并在钢结构支撑架上放置一个钢轨与盾体直接接触，调试时涂抹润滑油脂，从而解决了伸缩盾在工厂内难以模拟实际工作的运动状态的问题；是由于硬岩掘进机结构复杂，重量大，内部贵重原件比较多，故经过严谨的受力计算和三维模拟确定的型钢规格和筋板位置，支撑架全长11米，采用向心角度60°进行的设计。
本可调式盾体支撑架的使用为整台设备的安装、调试和验收提供了很好基础平台。
在掘进施工中，隧道的地质条件不断变化，而不同岩石条件下选取的掘进参数对施工的安全、掘进速度、掘进效益影响很大，只有根据不同的围岩条件对主要参数如刀盘的转速、推力和扭矩、推进速度
、撑靴压力、推进行程等合理匹配，才能够安全%快速和高效地掘进。
1、前盾支撑
2、伸缩盾支撑
3、撑紧盾支撑
4、尾盾支撑
5、辅助支撑Ⅰ
6、钢轨
7、辅助支撑Ⅱ
8、前盾辅助托辊
9、楔铁
三、盾体支撑座的安装方法
选择地势平坦的场地将序号1前盾支撑、2伸缩盾支撑、3撑紧盾支撑、4尾盾支撑、5辅助支撑I、7辅助支撑II各部件按盾体布置位置尺寸摆放，前端摆放等高方箱并在上面垫好钢板，保证各支撑上端面在同一水平面。
将序号6钢轨分别按图示位置焊接到各盾体支撑及辅助支撑上，使各个支撑连接为一个整体。
将序号8前盾辅助托辊按图示位置摆放，不做固定。
序号9楔铁待前盾调整好位置后作为调整块供前盾与序号8前盾辅助托辊焊接固定用。
本工装的目地是提供一种完全可避免传统方式的缺点，而且外表美观、安装精度高、使用简单、操作方便、可重复使用、安全可靠、具有一定的通用性，调试时可实现刀盘和盾体的移动，节省空间，可用于不同直径型号的护盾式掘进机，提高生产效率，降低成本。
掘进机是机、电、液、光一体化的大型隧道施工作业系统，其作业环境恶劣，空间狭窄。
由于后配套系统庞大、复杂以及实际地质条件的复杂性，施工中发生重大事故的情况也有报道，造成了巨大的经济损失和社会影响。
四、结束语
可调式硬岩掘进机实现自主作业，无人化掘进为目标，本文主要研究了可调式硬岩掘进机的运行机理和盾体支撑座的安装方法，考虑到岩底板特征、赋存特点、巷道形状和各杆系结构等复杂环境，确立了可调式截割头，建立了自动化掘进机仿形记忆截割运动学模型，为巷道定向掘进和仿形截割的自动控制，提供了理论基础。
通过确定工作参数，推导出相应的可调式支撑架与外包络面空间位置坐标的关系，并采用可调式对可调式支撑架进行了动态仿真分析，得出可调式支撑架的外包络面，揭示了可调式截割控制机理，有效避免超挖欠挖，完善了掘进机仿形截割控制技术研究。
完成了集姿态角测量、截割预警、仿形截割的控制系统软硬件研究。
参考文献：
[1]李恒.基于 ANSYS的硬岩掘进机截割机构的有限元分析[J].中国
矿业.2014
[2]张扬.悬臂式硬岩掘进机电气控制系统的设计[J].煤矿机电.2015。