快速掘进成套装备方案(简化版)
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2、掘进机在前面进行掘进的同时，锚运机在掘进机与自移临式支架后面进行 全断面锚杆支护，掘进与锚杆支护实现平行作业。
25
操作台
操作台
锚运机
踏板收 回状态
踏板工 作状态
操作站 立平台
锚运机 主操作台
顶锚杆操作空间位置示意图
26
操作站 立平台
锚运机
操作站 立平台
操作台
帮锚杆操作空 间位置示意图
操作台
操作站 立平台
支护高度（m）：
主
顶板初撑力（kN）：2×1600
要 技
顶板工作阻力（kN）：2×2400
术
支护强度（MPa）：
参
立柱油缸对地压强（接地比压）（MPa）：≤
数
侧帮初撑力（kN）：≤
侧帮工作阻力（kN）：≤
移架距离（mm）：900～1000
注：以上数据仅作参考，具体设计参数由矿方提供。
45
巷道技术参数：
滚轮可大大减小移动架体时的阻 力，进一步提高了安全性
自移式临时支架
滚轮
40
特点
自移式临时支架
自移式临时支架横跨掘进机，对其上方的空顶区提供临时支护，其主要 特点如下：
功能多
更安全
省资源
41
自移式临时支架
防倾倒
顶板支护
机械铺钢带
功能多
可根据需要 调整移架油 缸行程，实 现900-1000 的定距自移
截割部控制 四向先导手柄
18
机身
支承腿改为侧向支撑 去掉桥式转载机回转台 加装防撞缓冲 尾部加装导料装置
19
掘进机
掘进机
除尘方案：超声波雾化外喷雾
原理 1、空气动力学原理：当含尘粒的气流绕过雾滴时，雾滴捕捉住气流中尘粒的几
率与雾滴的直径有关。雾滴大时，尘粒仅仅是随绕流绕过雾滴而未被捕捉。 雾滴与尘粒径相近时，更易与尘粒相撞而捕捉住尘。超声雾化正是应用这一 原理产生100μm以下，与微细的粉尘粒径相近的雾滴来捕获粉尘。 2、云物理学原理：由于雾滴微细，部分雾滴会在空气中迅速蒸发，使局部密 闭空间中的相对湿度迅速饱和。过饱和后的水汽会以尘粒为核凝聚，使尘 粒不断增大，直至落下，形成从“云”变成“雨”的过程。
实现途径：1）掘进和辅助工作相互单独进行，也就是说掘进设备只 负责掘进，其它辅助工作比如打锚杆机等由后面其它 设备来完成。
2）提高掘进设备的工作效率。 举例： QMJ4260全断面矩形煤巷掘进机（大柳塔煤矿） 生存环境：工况比较好。1）空顶距大（3米以上）；2）帮、顶、底板比
较平整，也不会出现炸帮等现象。
掘进机
15
截割部 截割部上方加装机载式探水钻机；
掘进机
探水深度约70米；
水平钻探范围高：1.5－2.4米；宽：距巷道中心左右各1米，共2米。
探水钻机收回状态
探水钻机工作状态
16
探水钻在断面垂直打孔位置尺寸：
掘进机
17
掘进机
操作台 增加七联换向阀，为探水钻机、铲板伸缩油缸、自移式支架供油；
增加梭阀及切换阀，保证掘进机动作与探水钻机及支架动作互锁； 操纵方式为全液控手柄。
21
电缆连接方案：快速电缆连接器
矿用防爆型插拔式电缆连接器 锚护机后退时，可在此处快
速断开，工作时再快速连接。 断开时保护盖板可便捷安装
在连接器两端，防止水汽、灰 尘进入。 断开、连接电缆和安装保 护盖板时间都是约6-8分钟。
快速电缆连接器
22
掘进机
2、锚运机
顶锚杆机
装运部Fra Baidu bibliotek
侧帮锚杆机
锚运机
电气系统
46
快速掘进成套装备
谢谢
47
立柱油缸 移架油缸 翻转油缸 侧支撑油缸 多路阀
36
防倒支撑装置支撑状态
自移式临时支架
底座
支撑梁
侧支撑油缸
37
防倒支撑装置收回状态
自移式临时支架
底座
支撑梁 侧支撑油缸
38
瓦斯报警器
卷筒可卷50米瓦斯报警器线缆 瓦斯报警器随线缆卷筒一起旋转
自移式临时支架
瓦斯报警器
39
线缆卷筒
滚轮
在前、后主架体间增加多组滚轮
2）劳动强度大，作业环境差；
3）掘进和锚杆支护不能平行作业，进尺效率低。 因此，有必要研制一种快速掘进成套装备，以实现掘进和锚杆支护平行作业， 提高生产效率，改善作业安全环境，降低劳动强度，满足煤矿对于安全高效生产的 需要。
1
2
快速掘进成套装备
快速掘进系统：从广义角度讲，是一个很大的范畴，只要能提高进 尺又能提高机械化水平，我们都可以叫快速掘进系 统或设备。如掘锚机、连锚机、QMJ4260全断面矩 形煤巷掘进机等。
主要组成： 1、智能控制箱（外形尺寸：350*275*150） 2、主座超声雾化捕尘器 3、悬臂超声雾化除尘器 4、机侧超声雾化捕尘器
工作条件： 1、空气压力：0.4-0.8 MPa 2、水压力： 1-6 MPa
消耗水气（1个喷嘴）： 1、耗气量：5-8L/min 2、耗水量:0.4-0.6 L/min
顶锚杆：打锚杆（锚索）孔——装药卷——上锚杆（锚索） ——紧固 锚杆（锚索） ——前进0.9米，依次循环进行；
帮锚杆：铺帮网——打锚杆（锚索）孔——装药卷——上锚杆（锚索） ——紧固锚杆（锚索） ——前进0.9米，依次循环进行；
4.掘进、临时支护与锚杆支护平行作业；顶锚杆、帮锚杆平行作业； 5.人数需求：掘进机 2人、迈步支架 2人、锚护机 6人，总共需10人。
35~48分钟
辅助 接风筒、架皮带机架、其他
3小时/天
每循环35~48分钟，平均进尺1米，每小时可进尺1.35~1.71米，每天实 际工作15小时：
月进尺 = 30（天/月）×15（小时/天）×（1.34~1.71）（米/小时） = 603~629（米）
注：以上限于配套比较顺利，没有预锚等其它工序的理论计算。
机、自移式临时支架互锁； ✓中间运输机尾部加长，增加导料斗，以实现与锚运机的协同出料； ✓后支承加装缓冲轮胎，避免掘进机与锚运机的硬碰撞； ✓增加快速电缆连接器，便于锚运机后退拉伸缩皮带；
11
掘进机
整机三维示意图
12
掘进机
整机三维示意图
13
掘进机
整机二维示意图
14
铲板
铲板采用扇形结构； 展开后宽4.6米； 收回后宽3.4米。
8
快速掘进成套装备
5、理论计算循环时间（以巷道宽度4.5米，高度3.5米为例）
工序
掘进、临时支护工时
锚杆支护工时
循环工时
掘进 0.9m
掘进机割煤、收料：20~30分钟 移动临时支护：15~18分钟
（共计35~48分钟）
铺帮网：6~10分钟 打锚杆：15~25分钟 锚运机调动：2分钟 辅助：5~8分钟 （共计28~45分钟）
快速掘进成套装备
上海创力集团股份有限公司
一、项目背景
快速掘进成套装备
目前，大多煤巷采用掘进机掘进，
1）人工架设前探梁，用风动锚杆机进行锚杆支护（附图）； 2）在掘进机上加装机载式临时支护装置和锚杆机进行作业；如三一龙门掘
锚护以及南高齿的掘锚护（附图）。
这几种作业模式，常常存在以下问题：
1）支护面积小、强度低，安全性差；
巷道尺寸(m) 巷道允许最大空顶距 顶板初撑力（kN） 顶部工作阻力（kN）
锚杆排距(m) 锚杆间距(m) 锚杆锚索布置图 钻孔钻孔对距： 锚杆螺母锁紧力矩
长×
宽× 高
顶锚杆长度(m) 帮锚杆长度(m) 锚索动力口流量 锚索动力口压力 探水孔布置图 探水孔孔径(mm) 探水孔深度(m)
巷道进风量 岩石性质 岩石硬度
油缸、马达
锚运机
液压元件均采用国际知名品牌 采用负载敏感反馈系统
33
3、自移式临时支架
自移式临时支架
34
自移式临时支架 动画演示
35
自移式临时支架
结构
自移式临时支架是快速掘进成套装备中的重要组成部分，是实 现掘进与锚杆支护平行作业的必要前提，主要结构如下：
前主支护架体 后主支护架体 前托网翻板 侧帮支护架体 后托钢带翻板
实验场景： 水压1.0MPa 气压0.4MPa
20
掘进机
优点： 1、可在不改变掘进机现有结构的基础上安装此装置； 2、可利用井下现有条件、设备就能使此套系统工作； 3、减少使用成本，可简化除尘管理工作，可节省50%能耗，可有效改善工作面积水问题； 4、从喷雾效果看，大大提高了降尘效率，特别对呼吸性粉尘的降尘效果明显；
27
顶锚杆机—打角锚杆时 向外摆动15°
28
锚运机
顶锚杆机—垂直打 正中间孔
29
锚运机
帮锚杆机—垂直打最 上部帮锚杆高度3米
30
锚运机
帮锚杆机—打最下方 帮锚杆高度0.8m 下旋20°
31
锚运机
行走部
行走部配备8万N·m减速机。
32
液压系统
液压部 操纵台 泵站 油箱组件 电机、泵组件
定距自移
侧帮支护
42
机械纠偏
借助侧帮支 护纠正支架 在巷道的位
置
自移式临时支架
工作阻力大
空顶距小、全顶板支护
更
可对侧帮支护
安
全
掘进机与临时支护闭锁控制
防倾倒设计
移架阻力小
43
自移式临时支架
省资源
铺 钢 带 机 械
定距 自移 无需 测量
机械 纠偏
与掘 进机 共用 泵站
化
44
自移式临时支架
支护面积（m）：
行走部
锚运机三维示意图
23
后支撑
液压系统
锚运机性能特点：
➢布局结构紧凑，适用大多数巷道 ➢功能多样化，可实现锚杆支护与装运一体化 ➢锚运机排距可根据工况调整 ➢可实现机械化施工顶部及帮部锚杆 ➢四部锚杆机可同时工作，效率高
锚运机
24
锚运机
锚运机工作状态
1、图示为自移式临时支架支撑到巷道顶板后，掘进机与锚运机同时工作时状 态示意图：
9
五、掘进机、锚运机、自移式临时支架
1、掘进机
快速掘进成套装备
2：锚运机
3：自移式临时支架
10
1、掘进机
掘进机
以EBZ220为基础，进行七处主要升级改造： ✓铲板升级为扇形铲板，展开后无需来回移动机位便可完成收料； ✓截割部加装机载式探水钻机，探水深度约70米； ✓操作台增加探水钻机及自移式临时支架的控制，且掘进机、探水钻
实
现 目
空顶距小（3米）
标
自移式临时支架可自行交替前进
锚运机可锚装全断面锚杆及实现转载功能
7
快速掘进成套装备
四、快速掘进工艺 （以0.9米排距为例）
1.作业制式：四六制，三个生产班，一个检修班； 2.掘进、临时支护工艺：掘进机割煤0.9米——临时支护向前移动0.9米—
—铺锚网、铺钢带，依次循环进行； 3.锚杆支护工艺：
3
连锚机
QMJ4260全断面掘进机
4
二、快速掘进成套装备组成
快速掘进成套装备
快速掘进成套装备
自
移
桥
伸缩
掘
式
锚
式
皮带
进
临
运
转
机(矿
机
时
机
载
方自
支
机
备)
架
5
快速掘进成套装备
快速掘进成套装备整体布局
6
三、快速掘进成套装备实现目标
快速掘进成套装备
掘进与锚杆支护平行作业
实现临时支护、锚杆支护机械化作业
25
操作台
操作台
锚运机
踏板收 回状态
踏板工 作状态
操作站 立平台
锚运机 主操作台
顶锚杆操作空间位置示意图
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操作站 立平台
锚运机
操作站 立平台
操作台
帮锚杆操作空 间位置示意图
操作台
操作站 立平台
支护高度（m）：
主
顶板初撑力（kN）：2×1600
要 技
顶板工作阻力（kN）：2×2400
术
支护强度（MPa）：
参
立柱油缸对地压强（接地比压）（MPa）：≤
数
侧帮初撑力（kN）：≤
侧帮工作阻力（kN）：≤
移架距离（mm）：900～1000
注：以上数据仅作参考，具体设计参数由矿方提供。
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巷道技术参数：
滚轮可大大减小移动架体时的阻 力，进一步提高了安全性
自移式临时支架
滚轮
40
特点
自移式临时支架
自移式临时支架横跨掘进机，对其上方的空顶区提供临时支护，其主要 特点如下：
功能多
更安全
省资源
41
自移式临时支架
防倾倒
顶板支护
机械铺钢带
功能多
可根据需要 调整移架油 缸行程，实 现900-1000 的定距自移
截割部控制 四向先导手柄
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机身
支承腿改为侧向支撑 去掉桥式转载机回转台 加装防撞缓冲 尾部加装导料装置
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掘进机
掘进机
除尘方案：超声波雾化外喷雾
原理 1、空气动力学原理：当含尘粒的气流绕过雾滴时，雾滴捕捉住气流中尘粒的几
率与雾滴的直径有关。雾滴大时，尘粒仅仅是随绕流绕过雾滴而未被捕捉。 雾滴与尘粒径相近时，更易与尘粒相撞而捕捉住尘。超声雾化正是应用这一 原理产生100μm以下，与微细的粉尘粒径相近的雾滴来捕获粉尘。 2、云物理学原理：由于雾滴微细，部分雾滴会在空气中迅速蒸发，使局部密 闭空间中的相对湿度迅速饱和。过饱和后的水汽会以尘粒为核凝聚，使尘 粒不断增大，直至落下，形成从“云”变成“雨”的过程。
实现途径：1）掘进和辅助工作相互单独进行，也就是说掘进设备只 负责掘进，其它辅助工作比如打锚杆机等由后面其它 设备来完成。
2）提高掘进设备的工作效率。 举例： QMJ4260全断面矩形煤巷掘进机（大柳塔煤矿） 生存环境：工况比较好。1）空顶距大（3米以上）；2）帮、顶、底板比
较平整，也不会出现炸帮等现象。
掘进机
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截割部 截割部上方加装机载式探水钻机；
掘进机
探水深度约70米；
水平钻探范围高：1.5－2.4米；宽：距巷道中心左右各1米，共2米。
探水钻机收回状态
探水钻机工作状态
16
探水钻在断面垂直打孔位置尺寸：
掘进机
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掘进机
操作台 增加七联换向阀，为探水钻机、铲板伸缩油缸、自移式支架供油；
增加梭阀及切换阀，保证掘进机动作与探水钻机及支架动作互锁； 操纵方式为全液控手柄。
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电缆连接方案：快速电缆连接器
矿用防爆型插拔式电缆连接器 锚护机后退时，可在此处快
速断开，工作时再快速连接。 断开时保护盖板可便捷安装
在连接器两端，防止水汽、灰 尘进入。 断开、连接电缆和安装保 护盖板时间都是约6-8分钟。
快速电缆连接器
22
掘进机
2、锚运机
顶锚杆机
装运部Fra Baidu bibliotek
侧帮锚杆机
锚运机
电气系统
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快速掘进成套装备
谢谢
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立柱油缸 移架油缸 翻转油缸 侧支撑油缸 多路阀
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防倒支撑装置支撑状态
自移式临时支架
底座
支撑梁
侧支撑油缸
37
防倒支撑装置收回状态
自移式临时支架
底座
支撑梁 侧支撑油缸
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瓦斯报警器
卷筒可卷50米瓦斯报警器线缆 瓦斯报警器随线缆卷筒一起旋转
自移式临时支架
瓦斯报警器
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线缆卷筒
滚轮
在前、后主架体间增加多组滚轮
2）劳动强度大，作业环境差；
3）掘进和锚杆支护不能平行作业，进尺效率低。 因此，有必要研制一种快速掘进成套装备，以实现掘进和锚杆支护平行作业， 提高生产效率，改善作业安全环境，降低劳动强度，满足煤矿对于安全高效生产的 需要。
1
2
快速掘进成套装备
快速掘进系统：从广义角度讲，是一个很大的范畴，只要能提高进 尺又能提高机械化水平，我们都可以叫快速掘进系 统或设备。如掘锚机、连锚机、QMJ4260全断面矩 形煤巷掘进机等。
主要组成： 1、智能控制箱（外形尺寸：350*275*150） 2、主座超声雾化捕尘器 3、悬臂超声雾化除尘器 4、机侧超声雾化捕尘器
工作条件： 1、空气压力：0.4-0.8 MPa 2、水压力： 1-6 MPa
消耗水气（1个喷嘴）： 1、耗气量：5-8L/min 2、耗水量:0.4-0.6 L/min
顶锚杆：打锚杆（锚索）孔——装药卷——上锚杆（锚索） ——紧固 锚杆（锚索） ——前进0.9米，依次循环进行；
帮锚杆：铺帮网——打锚杆（锚索）孔——装药卷——上锚杆（锚索） ——紧固锚杆（锚索） ——前进0.9米，依次循环进行；
4.掘进、临时支护与锚杆支护平行作业；顶锚杆、帮锚杆平行作业； 5.人数需求：掘进机 2人、迈步支架 2人、锚护机 6人，总共需10人。
35~48分钟
辅助 接风筒、架皮带机架、其他
3小时/天
每循环35~48分钟，平均进尺1米，每小时可进尺1.35~1.71米，每天实 际工作15小时：
月进尺 = 30（天/月）×15（小时/天）×（1.34~1.71）（米/小时） = 603~629（米）
注：以上限于配套比较顺利，没有预锚等其它工序的理论计算。
机、自移式临时支架互锁； ✓中间运输机尾部加长，增加导料斗，以实现与锚运机的协同出料； ✓后支承加装缓冲轮胎，避免掘进机与锚运机的硬碰撞； ✓增加快速电缆连接器，便于锚运机后退拉伸缩皮带；
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掘进机
整机三维示意图
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掘进机
整机三维示意图
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掘进机
整机二维示意图
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铲板
铲板采用扇形结构； 展开后宽4.6米； 收回后宽3.4米。
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快速掘进成套装备
5、理论计算循环时间（以巷道宽度4.5米，高度3.5米为例）
工序
掘进、临时支护工时
锚杆支护工时
循环工时
掘进 0.9m
掘进机割煤、收料：20~30分钟 移动临时支护：15~18分钟
（共计35~48分钟）
铺帮网：6~10分钟 打锚杆：15~25分钟 锚运机调动：2分钟 辅助：5~8分钟 （共计28~45分钟）
快速掘进成套装备
上海创力集团股份有限公司
一、项目背景
快速掘进成套装备
目前，大多煤巷采用掘进机掘进，
1）人工架设前探梁，用风动锚杆机进行锚杆支护（附图）； 2）在掘进机上加装机载式临时支护装置和锚杆机进行作业；如三一龙门掘
锚护以及南高齿的掘锚护（附图）。
这几种作业模式，常常存在以下问题：
1）支护面积小、强度低，安全性差；
巷道尺寸(m) 巷道允许最大空顶距 顶板初撑力（kN） 顶部工作阻力（kN）
锚杆排距(m) 锚杆间距(m) 锚杆锚索布置图 钻孔钻孔对距： 锚杆螺母锁紧力矩
长×
宽× 高
顶锚杆长度(m) 帮锚杆长度(m) 锚索动力口流量 锚索动力口压力 探水孔布置图 探水孔孔径(mm) 探水孔深度(m)
巷道进风量 岩石性质 岩石硬度
油缸、马达
锚运机
液压元件均采用国际知名品牌 采用负载敏感反馈系统
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3、自移式临时支架
自移式临时支架
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自移式临时支架 动画演示
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自移式临时支架
结构
自移式临时支架是快速掘进成套装备中的重要组成部分，是实 现掘进与锚杆支护平行作业的必要前提，主要结构如下：
前主支护架体 后主支护架体 前托网翻板 侧帮支护架体 后托钢带翻板
实验场景： 水压1.0MPa 气压0.4MPa
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掘进机
优点： 1、可在不改变掘进机现有结构的基础上安装此装置； 2、可利用井下现有条件、设备就能使此套系统工作； 3、减少使用成本，可简化除尘管理工作，可节省50%能耗，可有效改善工作面积水问题； 4、从喷雾效果看，大大提高了降尘效率，特别对呼吸性粉尘的降尘效果明显；
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顶锚杆机—打角锚杆时 向外摆动15°
28
锚运机
顶锚杆机—垂直打 正中间孔
29
锚运机
帮锚杆机—垂直打最 上部帮锚杆高度3米
30
锚运机
帮锚杆机—打最下方 帮锚杆高度0.8m 下旋20°
31
锚运机
行走部
行走部配备8万N·m减速机。
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液压系统
液压部 操纵台 泵站 油箱组件 电机、泵组件
定距自移
侧帮支护
42
机械纠偏
借助侧帮支 护纠正支架 在巷道的位
置
自移式临时支架
工作阻力大
空顶距小、全顶板支护
更
可对侧帮支护
安
全
掘进机与临时支护闭锁控制
防倾倒设计
移架阻力小
43
自移式临时支架
省资源
铺 钢 带 机 械
定距 自移 无需 测量
机械 纠偏
与掘 进机 共用 泵站
化
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自移式临时支架
支护面积（m）：
行走部
锚运机三维示意图
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后支撑
液压系统
锚运机性能特点：
➢布局结构紧凑，适用大多数巷道 ➢功能多样化，可实现锚杆支护与装运一体化 ➢锚运机排距可根据工况调整 ➢可实现机械化施工顶部及帮部锚杆 ➢四部锚杆机可同时工作，效率高
锚运机
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锚运机
锚运机工作状态
1、图示为自移式临时支架支撑到巷道顶板后，掘进机与锚运机同时工作时状 态示意图：
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五、掘进机、锚运机、自移式临时支架
1、掘进机
快速掘进成套装备
2：锚运机
3：自移式临时支架
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1、掘进机
掘进机
以EBZ220为基础，进行七处主要升级改造： ✓铲板升级为扇形铲板，展开后无需来回移动机位便可完成收料； ✓截割部加装机载式探水钻机，探水深度约70米； ✓操作台增加探水钻机及自移式临时支架的控制，且掘进机、探水钻
实
现 目
空顶距小（3米）
标
自移式临时支架可自行交替前进
锚运机可锚装全断面锚杆及实现转载功能
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快速掘进成套装备
四、快速掘进工艺 （以0.9米排距为例）
1.作业制式：四六制，三个生产班，一个检修班； 2.掘进、临时支护工艺：掘进机割煤0.9米——临时支护向前移动0.9米—
—铺锚网、铺钢带，依次循环进行； 3.锚杆支护工艺：
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连锚机
QMJ4260全断面掘进机
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二、快速掘进成套装备组成
快速掘进成套装备
快速掘进成套装备
自
移
桥
伸缩
掘
式
锚
式
皮带
进
临
运
转
机(矿
机
时
机
载
方自
支
机
备)
架
5
快速掘进成套装备
快速掘进成套装备整体布局
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三、快速掘进成套装备实现目标
快速掘进成套装备
掘进与锚杆支护平行作业
实现临时支护、锚杆支护机械化作业