悬臂式掘进机在煤矿开采中发挥着怎样作用

煤炭作为我国的主要能源，它对经济社会的蓬勃发展有着很大的重要性。目前，我国煤矿开采深度不断增加，一些煤矿已超过1000m；因此煤矿开采面临越来越多的困难。采掘作业是重要也是困难的生产环节。深部煤层存在高风险因素，研究掘进工作面的关键基础问题具有十分重要的意义。那么使用掘进机在煤矿开采中有着怎样的重要性？

悬臂式掘进机是综采工作面非常重要的设备，主要用于掘进巷道，为采煤工作面做准备。由于巷道断面煤岩赋存条件和物理力学性质的复杂性和可变性，煤岩在切削过程中的硬度不断随机变化；因此，在[切割过程中，切割头负载也在不断变化。复杂多变的截割头载荷、不同的煤层倾角以及不断变化的截割臂水平摆角，导致石煤机掘进机在水平截割过程中姿态不断变化，严重影响了悬臂式掘进机的定位和定向掘进，导致巷道成型质量和掘进效率下降。因此，研究水平切削过程中掘进机机身姿态响应的规律，对于提高巷道成形质量和掘进效率，实现自动化自动切削，实现综采工作面“无人化”作业具有重要意义。

在机械化挖掘设备中，悬臂式掘进机具有特殊的作用。掘进机稳定状态的确定是掘进效率的一个重要参数。对于具有相同功率和重量的掘进机，如果一个比另一个更稳定，它可以响应更高的悬臂力。开发了一个新的计算机程序来分析掘进机的稳定性。使用该程序可以获得掘进机的四种稳定状态(绕垂直轴转动、转向侧面、向后转动和滑动)的值。在本研究中，通过将该方法应用于纵向式掘进机的稳定性，研究了截割头形状(球形、圆锥形和组合头)的影响。绕悬臂式掘进机的垂直轴转动被发现是关键的稳定状态。

在不同的掘进机配件切割头形状中，球形头对于相似的倾斜角具有更低的力矩值。在这种稳定状态下，截齿倾斜角的增加会导致所有切削形状的力矩值增加。然而，由于效率较高，截齿通常采用小倾角。截齿倾角的增加会对所有切削形状的掘进机滑动状态产生负面影响，尤其是锥形头。

悬臂式掘进机在向后和侧向转弯时的稳定状态受截齿倾角变化的轻微影响。获得的结果对所有切割部门都有效；然而，由于吊杆反作用力较低，90°切割扇形比180°切割扇形更方便。