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開挖方法分為明挖法和暗挖法。明挖法多用于淺埋隧道或城市鐵路隧道,而山嶺鐵路隧道多用暗挖法。按開挖斷面大小、位置分,有分部開挖法和全斷面開挖法。在石質(zhì)巖層中采用鉆爆法較為廣泛,采用掘進(jìn)機(jī)直接開挖也逐漸推廣。在松軟地質(zhì)中采用盾構(gòu)法開挖較多。
礦用截齒是釆煤及巷道掘進(jìn)機(jī)械中的易損件之一,是落煤及碎煤的主要工具。它的性能好壞直接影響釆煤機(jī)械生產(chǎn)能力的發(fā)揮、功率的消耗、工作平穩(wěn)性和其他相關(guān)零部件的使用壽命。截齒是釆煤機(jī)上的關(guān)鍵部件,其工作的環(huán)境非常惡劣,要求有高的耐磨性、強(qiáng)度及良好的韌性。牙輪齒:適宜超硬巖鉆進(jìn),碾壓破碎巖石,牙輪自轉(zhuǎn)減小入巖振動,多耐磨合金刀延長使用壽命。煤炭行業(yè)的新標(biāo)準(zhǔn)中將釆煤機(jī)截齒材料定為合金結(jié)構(gòu)鋼。國內(nèi)廠一般煤截齒材料為35CrMnSiA,這是高強(qiáng)度鋼,要滿足上述熱處理要求,熱處理工藝必須為等溫淬火。
釆煤機(jī)截齒的工作過程為:在截齒前刃面作用下,煤發(fā)生破碎,同時產(chǎn)生大塊的剝離。在刀尖開始接觸煤的瞬間,刀尖接觸范圍內(nèi)產(chǎn)生彈性和塑性變形,隨著接觸應(yīng)力增大,超過強(qiáng)度極限時,被壓碎成很細(xì)的粉末形成密實(shí)核,這種密實(shí)核由處于受壓狀態(tài)下的粉碎煤組成,并且隨著截割刀具的推進(jìn),密實(shí)核逐漸長大并集聚能量,截割阻力亦隨之增大。密實(shí)核使前面一層煤區(qū)域受擠壓,并使這一部分產(chǎn)生彈性變形。確認(rèn)鉆頭固定底板與旋轉(zhuǎn)底板連接是否完好,中心固定銷軸是否完好,銷軸螺母固定裝置是否松動。由于密實(shí)核周圍礦體形成應(yīng)力狀態(tài)區(qū),實(shí)際上起著改變截齒刀頭的幾何形狀的作用。當(dāng)截齒刀尖的接觸應(yīng)力增加到極限值時,密實(shí)核前區(qū)域中的粉塵高速噴出,帶動小塊剝落。
截齒的型號大致分為:S系列和U系列,其中S系列截齒是用于掘進(jìn)機(jī)上的截齒,包括S100、S120、S135、S150、S160、S170、S200、S260、S300、S318H、75C等。掘進(jìn)機(jī)用掘進(jìn)齒主要用于煤巷或半煤巖巷以及軟巖的巷道掘進(jìn),也可用于鐵路、公路、水力工程等隧道施工。目前掘進(jìn)機(jī)主要使用鎬形截齒。全斷面掘進(jìn)機(jī)(TBM)和盾構(gòu)機(jī)籠統(tǒng)的說,都是一樣,都是隧道全斷面掘進(jìn)。鎬形截齒一般是由合金鋼齒體和硬質(zhì)合金刀頭釬焊而成。截齒的使用性能取決于齒體的材質(zhì),硬質(zhì)合金的性能和釬焊接頭的質(zhì)量。截齒磨損程度主要取決于煤巖的硬度及其腐蝕性。