2.1.1 掘进机的特点及分类
在广义上掘进机即为掘进类机械，包括盾构机、掘进机、顶管设备，除悬臂式掘进机外（掘进机的一种），其余的种类界限不能清楚的划分。一般来讲，对于软土岩与土质围岩，大直径（大尺寸）用盾构，小直径（小尺寸）用顶管，而硬岩用掘进机。因此掘进机也是指能够直接截割、破碎工作面岩石，同时完成装载、转运岩石，并可调动行走和进行喷雾除尘的功能，有的还具有支护功能，以机械方式破落煤、岩的隧（巷）道掘进综合机械。
1.掘进机分类
隧道掘进机械，根据工作机构截割工作面的方式一般分为两种：
（1）悬臂式掘进机（Boom-type Roadheader）
悬臂式掘进机又称为部分断面掘进机，是一种集切削岩石、自动行走、装载石碴等多种功能为一体的高效联合作业机械，如图2-1所示。其工作机构为一条悬臂和安装在悬臂上的截割头所组成，悬臂可以上下左右摆动，因而必须在断面内多次连续地移动工作机构，才能沿整个工作面破落一层煤岩，完成一次推进。部分断面掘进机可同时完成煤岩截割、落料装运、行走、喷雾降尘等功能，主要用于煤巷和半煤岩巷的掘进，掘出的巷道断面形状多为梯形或矩形。
（2）全断面隧道掘进机，简称TBM。
又称为连续作业式巷道掘进机，是利用回转刀具切削破岩及掘进，形成整个隧道断面的一种新型、先进的隧道施工机械，如图2-2所示。其工作机构为圆形刀盘，可沿整个工作面一次性破碎煤岩并连续推进，掘出的巷道断面形状为圆形。全断面掘进机主要用于巷道全断面的一次钻削式成形，主要用于掘进岩石巷道，多用于涵洞和隧道的开凿。
图2-1 悬臂式掘进机
图2-2 全断面掘进机
除此以外掘进机还有其他的分类方式：
1）根据掘进机所能截割岩石的硬度系数，f值分类
①煤巷掘进机，适用于f≤4的煤巷；
②半煤岩掘进机，适用于f≤6的煤或软岩石巷道；
③岩巷掘进机，适用于f＞6或研磨性较高的岩石巷道。
2）根据掘进机可掘进巷道的断面大小分类
①大断面掘进机，可掘进巷道断面大于8 m2；
②小断面掘进机，可掘进巷道断面小于8 m2。
因为全断面掘进机的结构形式和工作原理和任务一部分讲述的盾构机类似故不再赘述。后文重点讲述的是悬臂式掘进机。
2.悬臂式掘进机形式
（1）悬臂式掘进机按截割头布置方式分为两种：
A.横轴式：横轴式掘进机的切割头旋转轴线垂直于悬臂轴线。该类型的掘进机，可以切割抗压强度较高的岩石。主要有以下特点：
1）工作时切割头截齿按空间螺旋式运动；
2）一次进尺不能超过120mm；
3）耐冲击，对半煤岩和岩巷的掘进比较适宜；
4）横向切割较硬矸石的振动较小，较稳定；
5）采用由上而下的切割，一个循环时间长；(www.xing528.com)
6）切割后在巷道两边出现弧形台阶。
B.纵轴式：纵轴式掘进机的切割头旋转轴线与悬臂轴线同线布置。在截割过程中，截割头的一侧剥落煤岩，在煤巷、半煤巷掘进机中得到应用。主要有以下特点：
1）工作时切割头齿尖按摆线轨迹运动；
2）向工作面推进时，一次可达截深，钻进效率高；
3）由于切割头横向阻力大，切割较硬岩石时振动较大，稳定性差；
4）纵向切割掘进机在煤巷中使用较为经济；
5）由于切割头呈圆锥形，能切割比较平整的巷道。
（2）按切割机构功率可分为：特轻、轻、中、重四种机型
特轻：≤30 kW
轻型：55～75 kW
中型：90～110 kW
重型：＞132kW
（3）按截割部是否可伸缩，悬臂式掘进机还分为可伸缩和不可伸缩两种。
3.悬臂式掘进机的特点
（1）悬臂式掘进机特点：
1）可以适应任意形状的断面，但仅能截割巷道部分断面，要破碎全断面岩石，需多次上下左右连续移动截割头来完成工作；
2）对地质条件的要求较低，适合软岩及中硬岩隧道的掘进；
3）连续掘进，支护可实现平行作业；
4）基本投资费用少，为全断面掘进机的15%左右；
5）中短隧道施工更为适用。
（2）掘进机法掘进巷道与传统的钻爆法相比具有许多优点：
1）速度快、成本低。用掘进机掘进巷道，可以使掘进速度提高1～2倍，效率平均提高1～2倍，进齿成本降低30%～50%。
2）安全性好。由于不需打眼放炮，围岩不易被破坏，即有利于巷道支护，又可减少冒顶和瓦斯突出的危险，大大提高了工作面的安全性。
3）有利于回采工作面的准备。
4）工程量小。利用钻爆法，巷道超挖量可达20%，利用掘进机法，巷道超挖量可小到5%，从而减少了支护作业的充填量，降低成本，提高速度。
5）改善了劳动条件，减少了工作人员。
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