悬臂掘进机是现代地下采矿和隧道施工的重要机器设备之一。这些专用挖掘机旨在高效切割和移除岩石或土壤,从而提供一种可控的方法来建造隧道、巷道和其他地下洞室。悬臂掘进机不同于传统的钻孔/爆破方法,它能够提供更高的精度并减少振动。
一、历史发展
悬臂掘进机最初于20世纪中期为煤矿开采而开发,主要用于掘进较软的沉积岩层。在20世纪70年代,它们的应用扩展到土木工程项目,尤其是在隧道建设和巷道开发中。这种转变是由于人们对比传统钻爆技术更高效、更安全的挖掘方法的需求所驱动。
二、悬臂掘进机的关键部件
1. 截割头:截割头配备一个旋转滚筒,滚筒上装有截割镐或专用附件,负责破碎开挖面的岩石。
2. 动臂或斗杆:该部件将截割头精确地定位在岩面上,从而实现隧道或道路的精确开挖。
3. 装载系统:截割后,输送系统或铲斗机构将开挖的岩石收集并运离岩面。
4. 履带:履带提供机动性,使机器能够随着施工进展推进到隧道内。
这种设计使悬臂掘进机能够进行连续的部分断面开挖,特别适合精度和安全性至关重要的应用。
三、典型应用:
1. 煤矿(半煤岩隧道)。
2. 铁路/地铁隧道。
3. 水电引水项目(例如尼泊尔的引水工程)。
四、相较于传统方法的优势
1. 安全:降低爆破相关风险。
2. 高效:连续作业最大程度减少停机时间。
3. 精准:可在复杂地质条件下进行可控开挖。
4. 多功能:可适应不同的岩石硬度和隧道尺寸。
悬臂掘进机一直是地下开挖技术的基石。其独特的设计——结合了安装在动臂上的旋转截割头、精确的液压控制装置和集成的装载系统——使其成为采矿和隧道施工中不可或缺的工具。随着技术的进步,悬臂掘进机不断发展,提供更高的安全性、效率和多功能性,以满足现代开挖项目日益增长的需求。