【正文】 業(yè)機(jī)械設(shè)備，能實(shí)現(xiàn)連續(xù)掘進(jìn)，目前國際先進(jìn)水平已實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制及離機(jī)遙控操作。1 鉆爆破巖掘進(jìn)50年代，國外已基本實(shí)現(xiàn)鉆、裝、支等工序的單項(xiàng)機(jī)械化；60年代以后，主要是改進(jìn)原有設(shè)備，組織平行作業(yè)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械化配套作業(yè)線；進(jìn)入70年代以來，自法國的Montabert推出世界第一臺(tái)實(shí)用的液壓鑿巖機(jī)后，液壓鑿巖機(jī)得到迅速的發(fā)展與應(yīng)用。瑞典Atlas Copco公司于80年代研制推出的三擋式液壓鑿巖機(jī)，因可改變輸出沖擊能，所以適用于在不同硬度的巖石巷道掘進(jìn)中鉆鑿炮眼，從而得到世界各國的重視。目前，液壓鑿巖機(jī)新產(chǎn)品更新?lián)Q代時(shí)間短，新產(chǎn)品、新型號不斷涌現(xiàn)，產(chǎn)品性能向大扭矩、大沖擊能和高頻率方向發(fā)展。如法國 Eimco Sea公司生產(chǎn)的RPH200型、RPH400型液壓鑿巖機(jī)早已為HD200型、HD300型所取代。瑞典 Atlas Copco公司研制COP1238液壓鑿巖機(jī)早已被COP1838型、COP4050型液壓鑿巖機(jī)所取代。COP1838系列液壓鑿巖機(jī)的功率達(dá)到18kW，鉆鑿比比COP1238高50%，且其內(nèi)部緩沖裝置經(jīng)過改進(jìn)，能更好地吸收釬具的反彈與振動(dòng)。而COP4050型液壓鑿巖機(jī)的功率更大，它的沖擊功率最大可達(dá)45kW，深孔鑿巖時(shí)一般用30kW的液壓鑿巖機(jī)。芬蘭Tamrock公司研制推出的HL4000型系列液壓鑿巖機(jī)可鉆鑿孔徑達(dá)170～230mm、深度達(dá)38m的炮眼。近年來，由于液壓鑿巖技術(shù)的大力發(fā)展，形成了鉆、裝、運(yùn)、支等機(jī)械化配套作業(yè)線；法、英、德等相繼開發(fā)出了一機(jī)多用的機(jī)組，簡化了工作面的作業(yè)設(shè)備，縮短了機(jī)械搬、調(diào)、運(yùn)時(shí)間，提高了掘進(jìn)工效和速度。美國采用內(nèi)燃機(jī)鉆車與鏟運(yùn)機(jī)(LHD)掘進(jìn)巖巷，取得了良好效果，而且還開發(fā)出了微機(jī)控制的液壓鉆車。2 懸臂式掘進(jìn)機(jī)懸臂式掘進(jìn)機(jī)作業(yè)線主要由主機(jī)與后配套設(shè)備組成。主機(jī)把巖石切割破落下來，轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)構(gòu)把破碎的巖渣轉(zhuǎn)運(yùn)至機(jī)器尾部卸下，由后配套轉(zhuǎn)載機(jī)、運(yùn)輸機(jī)或梭車運(yùn)走。懸臂式掘進(jìn)機(jī)的切割臂可以上下、左右自由擺動(dòng)，能切割任意形狀的巷道斷面，切割出的表面精確、平整，便于支護(hù)。履帶式行走機(jī)構(gòu)使機(jī)器調(diào)動(dòng)靈活，便于轉(zhuǎn)彎、爬坡，對復(fù)雜地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)。目前國外礦山應(yīng)用的各種型號的懸臂式掘進(jìn)機(jī)約4 000余臺(tái)。一般來說，這類懸臂式掘進(jìn)機(jī)的重量為20～160t，最大切割功率已達(dá)408kW，切割巖石的抗壓強(qiáng)度最高可達(dá)170MPa。3 全斷面掘進(jìn)機(jī)全斷面掘進(jìn)機(jī)出現(xiàn)于19世紀(jì)后半葉，至本世紀(jì)60年代這一技術(shù)已逐漸成熟。進(jìn)入80年代后，全斷面掘進(jìn)機(jī)在國外已廣泛用于各種隧道工程，尤其是大斷面長距離硬巖隧道的掘進(jìn)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅美國、日本、瑞典等國家就已生產(chǎn)了420臺(tái)全斷面掘進(jìn)機(jī)，累計(jì)完成隧道工程項(xiàng)目超過1 012個(gè)，掘進(jìn)總長度超過3 680km。世界著名的英吉利海峽海底隧道就是用11臺(tái)全斷面掘進(jìn)機(jī)完成的。國外全斷面掘進(jìn)機(jī)刀盤直徑范圍為2～10．5m，單刀推力超過220kN，可切割抗壓強(qiáng)度達(dá)400MPa的巖石。全斷面掘進(jìn)機(jī)作業(yè)線由主機(jī)與后配套設(shè)備組成。主機(jī)主要由截割盤、刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、支撐和推進(jìn)機(jī)構(gòu)、機(jī)架、轉(zhuǎn)載運(yùn)輸機(jī)、操作室等部分組成。全斷面掘進(jìn)機(jī)機(jī)重身長，切割功率大，邁步式推進(jìn)機(jī)構(gòu)及支撐機(jī)構(gòu)可提供強(qiáng)大的推進(jìn)力及水平支撐力，因而切割硬巖的能力強(qiáng)、生產(chǎn)效率高，適用于大斷面圓形巷道一次成形，也可以先用刀盤直徑較小的掘進(jìn)機(jī)掘出一條導(dǎo)峒，再用擴(kuò)孔掘進(jìn)機(jī)或鉆爆法擴(kuò)大斷面至工程要求的形狀與尺寸。3．1 對復(fù)雜地質(zhì)條件的適應(yīng)性越來越強(qiáng)，已能在硬巖中掘進(jìn)現(xiàn)代掘進(jìn)機(jī)能夠在硬巖和惡劣條件下進(jìn)行掘進(jìn)作業(yè)。由于主機(jī)功率、推力及盤形滾刀直徑的增大，掘進(jìn)機(jī)已能在巖石抗壓強(qiáng)度達(dá)300MPa的花崗巖，采用羅賓斯 189229型掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)，平均掘進(jìn)速度達(dá)29．3m/d。奧地利在掘進(jìn)Amlach隧道時(shí)，隧道出口排水量達(dá)2 150m３/h。采用全斷面掘進(jìn)機(jī)來掘進(jìn)，日進(jìn)尺達(dá)到40m(掘進(jìn)時(shí)，在道底拱上，鋪設(shè)混凝土預(yù)制塊，以保持水流通暢，避免電機(jī)被水淹)。 意大利在掘進(jìn)鐵路隧道時(shí)，使用奧地利伊爾鮑公司的全斷面掘進(jìn)機(jī)來掘進(jìn)，碰上十分惡劣的地質(zhì)條件，采用錨桿鋼筋網(wǎng)及混凝土綜合措施在刀盤前進(jìn)行支護(hù)(必要時(shí)在掘進(jìn)工作面后方15m處補(bǔ)充錨桿、鋼筋網(wǎng)及噴射混凝土)，順利通過了斷層破碎帶。3．2 新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新機(jī)型的應(yīng)用，使掘進(jìn)機(jī)的性能更可靠以往的全斷面掘進(jìn)機(jī)對掘進(jìn)彎曲巷道的適應(yīng)性差，現(xiàn)在通過完善方向控制系統(tǒng)，機(jī)組已能實(shí)現(xiàn)彎道掘進(jìn)．如瑞士日內(nèi)瓦一地下工程，主體是直徑為8．4m的環(huán)形巷道。巷道掘進(jìn)斷面直徑為4．5m，成巷直徑為3．8m。設(shè)計(jì)規(guī)定，整個(gè)巷道任一處斷面中心的偏離度，理論值不得大于80mm。采用英國ZED控制系統(tǒng)，掘出的巷道斷面中心實(shí)際偏離度僅30mm，巷道掘進(jìn)速度平均達(dá)到22．3～28．2m/d。阿特拉斯—科普科—賈瓦M(jìn)K12型掘進(jìn)機(jī)，當(dāng)裝上一臺(tái)推力自動(dòng)控制系統(tǒng)后，可在很短的時(shí)間內(nèi)控制和調(diào)整推力，使掘進(jìn)機(jī)的扭矩實(shí)現(xiàn)最佳匹配，從而可保證最高掘進(jìn)效率，并防止電動(dòng)機(jī)超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。德國培森掘進(jìn)技術(shù)研究所采取將高壓水噴嘴裝到德馬克6．5m直徑的掘進(jìn)機(jī)的中心刀和邊刀位置上，不僅使推力節(jié)省了10%，而且還減少了刀具數(shù)量。 法國布依格公研制出了在掘進(jìn)機(jī)頭部安裝有3～4個(gè)鉸接搖臂的新型全斷面掘進(jìn)機(jī)。其機(jī)頭部的所有鉸接搖臂端部都裝有一把滾刀，掘進(jìn)時(shí)利用這些滾刀來破巖，推力可大為減少。因主機(jī)重量輕、長度短，所以允許掘轉(zhuǎn)彎半徑小，拆裝運(yùn)輸方便。這種掘進(jìn)機(jī)能掘進(jìn)硬度20～2 000kg/cm2的巖石，在地質(zhì)條件復(fù)雜、惡劣的情況下也能順利掘進(jìn)。平均月進(jìn)尺可達(dá)200m，最高進(jìn)尺達(dá)到500m。采用這種掘進(jìn)機(jī)，已掘進(jìn)地下巖石巷道(隧道)30km。4 遙控和自動(dòng)化目前，掘進(jìn)綜合機(jī)械化已是成熟的技術(shù)。微處理器、計(jì)算機(jī)和專家系統(tǒng)的應(yīng)用，以及巖層控制理論和技術(shù)的完善，進(jìn)一步提高了作業(yè)安全性和生產(chǎn)效率。英、德、美等國在井下作業(yè)的遙控和自動(dòng)化方面進(jìn)行了大量的研究工作，最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)不經(jīng)常有人的自動(dòng)化采掘工作面。目前，將井下傳感器測得的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛嬗?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的多功能井下環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，已推廣應(yīng)用。掘進(jìn)機(jī)、膠帶輸送機(jī)等單臺(tái)設(shè)備的遙控和自動(dòng)化技術(shù)日趨成熟。整個(gè)掘進(jìn)工作面的遙控和自動(dòng)化已取得明顯進(jìn)展，英國開發(fā)的天然放射性煤巖分界傳感器已對外出售300多個(gè)，自動(dòng)化掘進(jìn)工作面的問世已經(jīng)為期不遠(yuǎn)。在設(shè)備工況和健康監(jiān)測的基礎(chǔ)上，已開發(fā)出以微處理和微機(jī)為基礎(chǔ)的礦井全過程監(jiān)控系統(tǒng)。英國的MINOS系統(tǒng)已成功地用于許多礦井。煤礦的根本出路在于機(jī)械化。改革開放以來，我們煤炭科學(xué)技術(shù)取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，開采工藝和裝備水平不斷提高。煤炭工業(yè)戰(zhàn)線上的技術(shù)人員和廣大職工，不僅能自主設(shè)計(jì)、制造適用的成套綜合機(jī)械化采煤設(shè)備滿足國內(nèi)煤炭生產(chǎn)的需要，而且已向國外供應(yīng)整機(jī)和配件。煤礦機(jī)械化取得了豐碩成果。掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了從小到大、從單一到多樣化、從不完善到完善的過程，已形成了輕型、中型、重型系列。隨著高產(chǎn)高效日產(chǎn)萬噸綜采工作面的出現(xiàn)，要求掘進(jìn)速度必須加快，掘進(jìn)機(jī)的性能更加完善。當(dāng)前懸臂式掘進(jìn)機(jī)技術(shù)發(fā)展有下述一些特征，并面臨連續(xù)采煤機(jī)的挑戰(zhàn)。(1)增大截割能力為了實(shí)現(xiàn)較強(qiáng)的截割能力，采用較大的截割功率和較低的截割速度?，F(xiàn)代中型部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)的截割功率為132~200kW，重型掘進(jìn)機(jī)為200 kW以上。截割頭轉(zhuǎn)速一般為20~50r/min，截割速度為1~2m/s，截割力為100~200kN，經(jīng)濟(jì)截割強(qiáng)度達(dá)100~124MPa，最大到206MPa?，F(xiàn)代全斷面掘進(jìn)機(jī)則采用大直徑盤形滾刀，加大推力和刀盤驅(qū)動(dòng)功率，截割強(qiáng)度達(dá)300MPa。(2) 提高可靠性由于地質(zhì)條件復(fù)雜多變，掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)承受交變的沖擊負(fù)荷，且磨損和腐蝕嚴(yán)重。井下環(huán)境惡劣，檢修不便，因此要求通過完善的設(shè)計(jì)、制造、使用和良好的維護(hù)，實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)機(jī)較長的無故障工作時(shí)間及較高的可靠性。(3)提高機(jī)電一體化程度為避免掘進(jìn)中出現(xiàn)超挖，采用現(xiàn)代控制技術(shù)，包括推進(jìn)方向的控制（控制和糾正掘進(jìn)機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)位置的平行偏差和角度偏差），斷面尺寸控制，截割電動(dòng)機(jī)功率自動(dòng)調(diào)節(jié)，掘進(jìn)機(jī)工況檢測和故障診斷。(4)研究新型刀具和新的截割技術(shù)為增強(qiáng)截割能力，提高刀具的使用壽命，應(yīng)采用新材料，改進(jìn)刀具結(jié)構(gòu)，研究新的截割技術(shù)。利用高壓水射流撞擊、侵蝕、液壓楔等作用，作為輔助截割。研究沖擊轉(zhuǎn)矩截割技術(shù)，使掘進(jìn)機(jī)截割頭正常截割的同時(shí)，沖擊轉(zhuǎn)矩通過截齒作用到煤巖的目的。(5)發(fā)展掘錨機(jī)組，實(shí)現(xiàn)巷道快速掘進(jìn)傳統(tǒng)型式的懸臂式部分?jǐn)嗝婢蜻M(jìn)機(jī)不能實(shí)現(xiàn)支護(hù)工作的機(jī)械化，制約了巷道掘進(jìn)速度，降低了掘進(jìn)效率。裝有較長的橫滾筒和錨桿鉆機(jī)的掘錨機(jī)組，既能快速掘進(jìn)，又能同時(shí)支護(hù)頂板和側(cè)幫，實(shí)現(xiàn)掘、裝、運(yùn)、運(yùn)、支平行作業(yè)，一次成巷，可提高掘進(jìn)速度和工效，并能離機(jī)自動(dòng)操作。掘錨機(jī)組是一種理想的作業(yè)方式，具有良好的發(fā)展前景。 附錄Ｂ 外文文獻(xiàn) Drift driving construction technique and trend of development overseasThe method of coal mine modern drift driving job practice mainly has drilling exploding and the way of synthesis mechanization tunneling (i．e． synthesis digging) at abroad， which The drilling exploding remain adopted to crag lane tunneling and the boring machine used in the coal and half coal crag lane widely， the proportion of Britain using the mechanical boring machine to tunnel coal and half coal crag lane has reached 85%． During near 2030 years the synthesis digging rapidly expands one kind of advanced drift driving technology， which the mechanical boring machine is the major installation that one kind of the largescale highly effective bination type processes mechanical device which aggregates the functions of cutting rock ，loading and transporting crag dregs， eliminating dust and finally realizes continual tunneling． At present the international advanced standard has realized the automatic controlling and the remote control． 1 the tunneling of drilling explodingAt abroad the tunneling of drilling exploding has basically realized the single item mechanization ，for example，the working procedure of drilling， installs， shoring and so on in the 50s 。 After the 60s， improving the original equipment and organizing parallel operations to realize the mechanical necessary production line has bee the mainly direction。 Since the 70s as soon as the first practical hydraulic machine which is used to pressure rock in the world has been promoted by France39。s Montabert， the hydraulic machine obtains development and the application rapidly． The three keeps off the type hydraulic pressure rock drilling which promoted by Sweden Atlas Copco Corporation in the 80s obtains recognition in the various countries in the world， because it’s the function of changing the output attacking energy， which is suitable in drilling the artillery eye in the different degrees of hardness stone ． At present， along the renewal time of the hydraulic pressure rock drilling is short， the new product and the new model emerge increasingly， which performance to the great torque， the big attacking energy and the high frequency ，for example ，the products which produced by French Eimco Sea Corporation such as RPH200， the RPH4